Besaran Adalah Segala Sesuatu Yang Dapat Diukur

Post on 18-Jun-2015

1187 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

Transcript

1

BESARAN

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka

misalnya panjang massa waktu luas berat volume kecepatan dll Warna indah

cantik bukan merupakan besaran karena tidak dapat diukur dan dinyatakan dengan

angka Besaran dibagi menjadi dua yaitu besaran pokok dan besaran turunan

Dalam kehidupan sehari-hari mungkin Anda menemui satuan- satuan berikut

membeli air dalam galon minyak dalam liter dan diameter pipa dalam inchi

Satuan-satuan di atas merupakan beberapa contoh satuan dalam sistem Inggris

(British) Selain satuan-satuan di atas masih ada beberapa satuan lagi dalam

sistem Inggris antara lain ons feet yard slug dan pound

Sistem Metrik menjadi sistem Standar Internasional (SI) karena satuan-satuan

dalam sistem ini dihubungkan dengan bilangan pokok 10 sehingga lebih

memudahkan penggunaannya Di bawah ini ditunjukkan awalan- awalan dalam

sistem Metrik yang dipergunakan untuk menyatakan nilai-nilai yang lebih besar atau

lebih kecil dari satuan dasar

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

2

BESARAN POKOK

Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan

tidak diturunkan dari besaran lain

Satuan Besaran Pokok (Sistem InternasionalSI)

Besaran Pokok LambangSatuan MKS dan

SingkatanSatuan CGS dan Singkatan

Panjang l (length) Meter (m) Centimeter (cm)

massa m (mass) Kilogram (Kg) Gram (gr)

Waktu t (time) Detik Sekon (s) Sekon (s)

Suhu T (Temperature) Kelvin (K)

Kuat Arus I Ampere (A)

Jumlah Molekul Mole (Mol)

Intensitas Cahaya Candela (Cd)

Satuan Besaran Turunan (Sistem InternasionalSI)

Contoh satuan-satuan besaran turunan dapat anda lihat pada tabel di bawah ini

Penjelasan mengenai bagaimana memperoleh satuan Besaran Turunan akan

dipelajari pada pembahasan tentang Dimensi Besaran

Besaran Turunan Lambang Satuan dan Singkatan

Luas L Meter kuadrat (m2)

Volume V (volume) Meter kubik (m3)

Kecepatan v (velocity) ldquoMeter per sekonrdquo (ms)

Percepatan A (acceleration) Meter ldquoper sekon kuadratrdquo (ms2)

Massa Jenis

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

3

No Besaran Rumus Sat Metrik (SI) Dimensi

1 Kecepatan

2 Percepatan

3 Gaya

4 Usaha

5 Daya

6 Tekanan

7 Energi kinetik

8 Energi potensial

9 Momentum

10 Impuls

11 Massa Jenis

12 Berat Jenis

s =

13 Konst pegas

14 Konst grafitasi

G =

15 Konst gas

R =

16 Gravitasi

17 Momen Inersia

Untuk mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika kita biasanya melakukan

pengamatan yang disertai dengan pengukuran Pengamatan suatu gejala secara

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

4

umum tidak lengkap apabila tidak ada data yang didapat dari hasil pengukuran Lord

Kelvin seorang ahli fisika berkata bila kita dapat mengukur yang sedang kita

bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka berarti kita mengetahui apa

yang sedang kita bicarakan itu

Misalnya kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang Pengukuran

sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui

dengan nilai standar yang sudah ditetapkan

Istilah dalam Pengukuran

Ketelitian adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang

diukur terhadap nilai benar x0

Kepekaan adalah ukuran minimal yang masih dapat dikenal oleh instrumenalat

ukur

Ketepatan (akurasi) adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil

pengukuran yang sama Dengan memberikan suatu nilai tertentu pada besaran fisis

ketepatan merupakan suatu ukuran yang menunjukkan perbedaan hasil-hasil

pengukuran pada pengukuran berulang

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

5Ketelitian Alat ukur

1 ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

a Mistar

Pada mistar 30 cm terdapat dua goresstrip pendek berdekatan yang merupakan

skala terkecil dengan jarak 1mm atau 01 cm Ketelitian mistar tersebut adalah

setengah dari skala terkecilnya Jadi ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah

(frac12 x 1 mm ) = 05 mm atau 005 cm

b Jangka Sorong

Jangka sorong terdiri atas dua rahang yang pertama adalah rahang tetap yang

tertera skala utama dimana 10 skala utama panjangnya 1 cm Kedua rahang geser

dimana skala nonius berada 10 skala nonius panjangnya 09 cm sehingga beda

panjang skala utama dan nonius adalah 01 mm atau 001 cmJadi skala terkecil

pada jangka sorong 01 mm atau 001 sm sehingga ketelitiannya adalah

( frac12 x 01 mm ) = 005 mm atau 0005 cm

c Mikrometer Sekrup

Skala utama micrometer sekrup pada selubung kecil dan skala nonius pada selubung

luar yang berputar maju dan mundur 1 putaran lengkap skala utama majumundur

05 mm karena selubung luar terdiri 50 skala maka 1 skala selubung luar = 05

mm50 = 001 mm sebagai skala terkecilnya

Jadi ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah ( frac12 x 001 mm ) =

0005 mm atau 00005 cm

2 ALAT UKUR WAKTU DAN KETELITIANNYA

Alat ukur waktu yang umum digunakan adalah stopwatch Pada stopwatch analog

jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon Jarak itu dibagi

atas 20 skala Dengan demikian skala terkecil adalah 220 sekon = 01 sekon

Jadi ketelitian stopwatch tersebut ( frac12 x 01 sekon ) = 005 sekon

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

6Vektor

Alat Ukur Besaran Turunan

Speedometer mengukur kelajuan

Dinamometer mengukur besarnya gaya

Higrometer mengukur kelembaban udara

Ohm meter mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

Volt meter mengukur tegangan listrik

AVOmeter mengukur kuat arus tegangan dan hambatan listrik

Barometer mengukur tekanan udara luar

Hidrometer mengukur berat jenis larutan

Manometer mengukur tekanan udara tertutup

Kalorimeter mengukur besarnya kalor jenis zat

SKALAR dan VEKTOR

Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan

menjadi

a Skalar besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah) Misalnya

massa waktu energi dsb

b Vektor besaran yang tergantung pada arah Misalnya kecepatan gaya momentum dsb

NOTASI VEKTOR

21 Notasi Geometris

21a Penamaan sebuah vektor

dalam cetakan dengan huruf tebal a B d

dalam tulisan tangan dengan tanda atau diatas huruf a B d

21b Penggambaran vektor

vektor digambar dengan anak panah

B

a d

panjang anak panah besar vektor

arah anak panah arah vektor

22 Notasi Analitis

Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar Sebuah vektor a dapat

dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

7Vektor

ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

Dalam koordinat kartesian

vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

Sehingga vektor a dapat ditulis

a = ax i + ay j

dan besar vektor a adalah

a = ax 2 + ay

2

OPERASI VEKTOR

31 Operasi penjumlahan

A

B

A + B =

Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

B

A

A+B

Dalam operasi penjumlahan berlaku

a Hukum komutatif

B

A A + B = B + A

A

B

b Hukum Asosiatif

B (A + B) + C = A + (B + C)

A

C

Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

8Vektor

A -A

B

B - A = B + (-A)

B

B-A -A

Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

A = Ax i + Ay j + Az k dan

B = Bx i + By j + Bz k

maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

komponennya yang searah

A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

32 Operasi Perkalian

321 Perkalian vektor dengan skalar

Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

vektor

Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

B = k A

Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

322 Perkalian vektor dengan vektor

a Perkalian dot (titik)

Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

P = F v = B A

Hasil dari perkalian ini berupa skalar

A

B

Bila C adalah skalar maka

C = A B = A B cos

atau dalam notasi vektor

C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

b Perkalian cross (silang)

Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

F = q v x B dsb

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

9Vektor

Hasil dari perkalian ini berupa vektor

Bila C merupakan besar vektor C maka

C = A x B = A B sin

atau dalam notasi vektor diperoleh

A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

k

j

i

i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

k x j = - I dsb

Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

Cara Membaca Skala Jangka Sorong

bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

(ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

808 mm

11Angka Penting

Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

(jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

ditaksir

Ketentuan Angka Penting

1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

Contoh 20067 memiliki lima angka penting

3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

dan 0

Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

Contoh perkalian

Contoh 1

34 x 67 = hellip

Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

12 Percepatan GLB dan GLBB

Analogi kinematika pada bidang lain

Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

tersusul dalam selang waktu 5 menit

Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

kedua Persoalan tersebut setara

PERPINDAHAN

Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

tayangan berikut ini

Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

KELAJUAN

Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

kmjam

v = D t

KECEPATAN

Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

13 Percepatan GLB dan GLBB

Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

untuk perpindahan tersebut

Kecepatan rata-rata

Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

berpindah dari X1 ke X2

Percepatan

Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

kecepatan waktu

Percepatan rata-rata

Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

kecepatan

Gerak Lurus Beraturan

Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

dengan kecepatan konstan

Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

FORMULASI GLB

xt = x0 + vt

t waktu (berubah)

x0 posisi awal (tidak berubah)

v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

14 Percepatan GLB dan GLBB

vt = v0 + at

t waktu (berubah)

v0 kecepatan awal (tidak berubah)

a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

15Hukum Newton

Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

konstan

Jika = 0 maka v = tetap

Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

Kelembaman (Inersia)

Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

massanya massanya kecil

GAYA

bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

tersebut adalah yang bekerja nol

Gaya Normal

bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

lurus permukaan

BERAT (Gaya Gravitasi)

Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

permukaan bumi

W=mg W = berat benda

m = massa benda

g = percepatan gravitasi

Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

16Hukum Newton

Hukum III Newton

bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

F aksi = -F reaksi

bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

Kesimpulan

bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

dimulai

bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

diterapkan

bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

momentum daya impuls energy tumbukan dll

Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

17Hukum Newton

Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

Keseimbangan Partikel

Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

Momen Gaya

Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

Titik Berat Benda

Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

Sifat - sifat

1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

= resultan gaya di sumbu x

= resultan gaya di sumbu y

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

= jumlah momen gaya

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

a = v2r

yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

centripetal

Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

T

w

T

w

Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

(arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

benda bergerak

Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

1 Hukum kekekalan momentum rotasi

2 Hukum kekekalan energy

Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

panjang busur s dimana

s = r

atau = sr

dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

- 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

2 - 1

t2 - t1 t

kecepatan sudut sesaat adalah

= lim t = ddt

t0

Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

2 - 1

t2 - t1 t

dan percepatan sudut sesaatnya adalah

= lim t = ddt

t0

Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

bila diperlambat

2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

yang sudah diperoleh pada gerak translasi

(1) = o + t

(2) = o + 12 ( + o )t

(3) = o + ot + 12 t2

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

(4) 2 = o2 + 2 ( - o)

3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

s = r

bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

dsdt = ddt r

Kecepatan linear partikel v = r

bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

dvdt = ddt r

Percepatan tangensial partkel at = r

Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

centripetal (radial)

ar = v2r

ar = 2r

Percepatan total partikel a = ar2+ at

2

5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

didefinisikan = r x F

Besarnya torsi

= r F sin

rumusan ini dapat diubah menjadi

= r (F sin) = r F

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

atau = F (r sin) = F r

dimana F adalah

komponen F yang tegak lurus r dan

r adalah

komponen r yang tegak lurus F

6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

Momentum sudut pada sebuah partikel

didefinisikan l = r x p

dengan p = mv

Besarnya momentum sudut

l = r p sin

rumusan ini dapat diubah menjadi

l = r (p sin) = r p

atau l = p (r sin) = p r

dimana p adalah

komponen p yang tegak lurus r dan

r adalah

komponen r yang tegak lurus p

Dari definisi momentum sudut l = r x p

bila dideferensialkan doperoleh

dldt = d (r x p)dt

dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

dldt = (r x F) + (v x mv)

diperoleh

dldt =

dpdt = F

ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

bekerja pada partikel tersebutrdquo

7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

tersebut adalah

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

26

I = r2 dm

Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

K = 12 m1v12 + 12 m2v2

2 + + 12 mnvn2

karena v = r maka

K = 12 m12r12 + 12 m22r2

2 + + 12 mn2rn2

K = 12 ( m1r12 ) 2

Energi kinetik rotasi benda

K = 12 I 2 K = 12 mv2

dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

tersebut Momen inersia ini tergantung pada

a distribusibentuk massabenda tersebut

b sumbu rotasi

Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

dm

r

Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

menjadi

I = Ipm + Mh2

dimana

Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

M adalah massa total benda

8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

adalah

= r x F

Arah torsi searah dengan sumbu z

Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

ditempuh partikel ds dimana

ds = r d

Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

dW = F ds

dW = F cos ds

dW = (F cos ) (r d)

dW = d

dW = F ds

Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

dWdt = ddt

P =

P = F v

Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

dWdt = dKdt

dWdt = d(12 I 2)dt

= 12 I d2dt

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

= I ddt

= I

= I

F = m a

9 MENGGELINDING

Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

dinyatakan

vpm = R

apm = R

Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

menggelinding

Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

K = 12 IP 2

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

= 12 ( Ipm + MR2) 2

= 12 Ipm2 + 12 MR22

K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

31Pemuaian

Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

FENOMENA FLUIDA

Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

dalam air

Mengapa balon gas bisa naik ke atas

Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

tenggelam

Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

32Pemuaian

TEKANAN HIDROSTATIS

Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

massa jenis zat cair ( r )

dalam bejana

HUKUM PASCAL

Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

P1 = P2

F1A1 = F2A2

HUKUM ARCHIMEDES

Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

Tiga keadaan benda di dalam zat cair

a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

b melayang W = Fa THORN rb = rz

c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

W = berat benda

Fa = gaya ke atas = rz V g

rb = massa jenis benda

rz = massa jenis fluida

V = volume benda

V = volume benda yang berada dalam fluida

Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

Wz = W - Fa

Wz = berat benda di dalam zat cair

Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

Ph = r g h

Pt = Po + Ph

F = P h A = r g V

r = massa jenis zat cair

h = tinggi zat cair dari permukaan

g = percepatan gravitasi

Pt = tekanan total

Po = tekanan udara luar

33Pemuaian

TEGANGAN PERMUKAAN

Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

zat cair persatuan panjang(l)

g = F 2l

KAPILARITAS

Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

y = 2 g cos q r g r

y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

g = tegangan permukaan (Nm)

q = sudut kontak (derajat)

p = massa jenis zat cair (kg m3)

g = percepatan gravitas (m det2)

Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

34Suhu

Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

35Pemuaian

Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

ΔL=Lo ΔT

= koefisien muai panjang

ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

Pemuaian volume

ΔV=Vo ΔT

Vo= volume benda mula-mula (cm3)

= koefisien muai volume

ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

PEMUAIAN ZAT CAIR

Vt = VO ( 1 + Δ t )

Keterangan

= koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

PEMUAIAN GAS

Vt = VO ( 1 + Δ t )

Keterangan

= koef Muai volume gas = 1273

T = suhu harus dlm Kelvin

Maka formula dapat dalam bentuk

Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

36

ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

1 terdiri dari molekul-molekul

2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

molekul gas tersebut

4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

tumbukannya dianggap lenting sempurna

7 berlaku hukum newton tentang gerak

PROSES ISOTHERMAL

Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

DIMANA P adalah tekanan gas

V adalah volume gas

PROSES ISOVOLUME

Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

temperaturnya dalam Kelvin

DIMANA P adalah tekanan gas

T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

PROSES ISOBARIS

Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

DIMANA V adalah volume gas

T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

HUKUM AVOGADRO

setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

sama pula

Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

37

DIMANA P adalah tekanan gas

V adalah volume gas

N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

38Hukum Termodinamika

Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

keadaan awalnya

Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

(1986-1832)

HUKUM TERMODINAMIKA

01 cp - cv = R

cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

= konstanta Laplace

03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

05 HUKUM I TERMODINAMIKA

Q = U + W

Q = kalor yang masukkeluar sistem

U = perubahan energi dalam

W = Usaha luar

PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

( lihat gambar )

Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

39Hukum Termodinamika

sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

Pemanasan Pendinginan

W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

Pemanasan Pendinginan

V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

Q = U2 - U1

Q = U

U = m cv ( T2 - T1 )

Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

40Hukum Termodinamika

3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

Selama proses suhunya konstan

( lihat gambar )

Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

P1 V2 = P2 V2

Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

Pemanasan Pendinginan

T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

ln x =2303 log x

4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

( lihat gambar )

Sebelum proses Selamaakhir proses

oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

41Hukum Termodinamika

Pengembangan Pemampatan

Q = 0 ------agrave O = U + W

U2 -U1 = - W

T1V1g-1

= T2V2g-1

W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

- V1g-1

)

P1V1g = P2V2g

06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

T = suhu

η = efisiensi

P = tekanan

V = volume

W = usaha

Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

Gerak Gelombang

Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

gelombang dari 380 sampai 800 nm

Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

(terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

E = h fatau

E = h cλ

Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

Efek Doppler

Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

maksimum tertentu

Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

Keterangan

a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

dari ujung terikat adalah sebagai berikut

y = y1+ y2

=A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

Menjadi

y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

Rumus interferensi

y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

Keterangan

A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

k = 2πλ

ω = 2πT (rads)

l = panjang tali (m)

Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

Efek Doppler

x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

λ = panjang gelombang (m)

t = waktu sesaat (s)

Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

Ap = 2 A sin kx

Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

=n (12 λ)dengan n=0123hellip

Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

=(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

Superposisi gelombang

Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

sebuah gelombang baru

Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

Efek Doppler

y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

y = y1 + y2

= A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

Dengan

As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

bebas

Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

sebagai berikut

Ap maksimum saat cos〖(2π

x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

x= (2n) 14 λdengan n = 0123

helliphellip

2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

Ap minimum saat cos〖(2π

x)( λ)〗=0 sehingga

x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

helliphellip

Gelombang stasioner pada ujung terikat

Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

y = y1 + y2

y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

Efek Doppler

Persamaan gelombang superposisinya menjadi

y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

As = 2A sin2π(xλ)

Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

Ap=2 A sin 2πλ x

Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

yang dapat ditulis sebagai berikut

Ap=2 A sin(2πλ) x

Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

Efek Doppler

Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

hilang)

Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

sumber

Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

Jadi

1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

fs

Hal ini disebabkan

1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

1 1

s p

Efek Doppler

Dari kedua kesimpulan diatas maka

V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

frekuensi

Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

bentuk

Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

ps

s p

ff

v v v v

p

p ss

v vf f

v v

pp s

s

v vf f

v v

Efek Doppler

V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

VP= Kec pendengar ( ms )

VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

1 Optika Geometri

a Hukum Pemantulan Snellius

Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

bidang datar

Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

b Cermin Datar

Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

n = jumlah bayangan yang terlihat

= sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

c Cermin Cekung (Cermin Positif)

Ketentuan

Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

dan nomor ruang bayangan selalu = 5

d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

Catatan

Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

sebagai berikut

e Pembiasan (Refraksi)

Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

i = sudut datang

r = sudut bias

n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

nud = indeks bias udara = 1

2 Optika Fisik

a Sudut Dispersi

Q = Du - Dm

Q = sudut disperse

Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

b Celah Ganda (Percobaan Young)

Garis Terang (Interferensi Maksimum)

Garis Gelap (Interferensi Minimum)

= panjang gelombang cahaya

d = jarak antar celah

p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

L = jarak celah ke layar

k = 123 hellip dst

c Celah Tunggal

Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

Garis Terang (Interferensi Maksimum)

Garis Gelap (Interferensi Minimum)

= sudut deviasi

d Difraksi Kisi

Garis Terang (Interferensi Maksimum)

Garis Gelap (Interferensi Minimum)

e Selaput Tipis

Garis Terang (Interferensi Maksimum)

Garis Gelap (Interferensi Minimum)

n = indeks bias selaput tipis

d = tebal selaput tipis

r = sudut bias

Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

f Polarisasi

Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

vektor medan magnet saling tegak lurus

ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

tongkat penggembala

Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

- Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

CEPAT RAMBAT GELOMBANG

Hanya dipengaruhi oleh

1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

A Relativitas

V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

koordinat

L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

batang

L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

V = kecepatan pengamat

C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

= selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

= selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

U = kecepatan pengamat

C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

mo = massa partikel dalam keadaan diam

m = massa partikel dalam keadaan bergerak

C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

E = m C2

E = energi yang timbul

m = massa hilang yang berubah menjadi energi

C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

B Teori Kuantum

E = h f

E = kuantum energi dalam joule

h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

fo = frekuensi batas (Hz)

me= massa elektron (kg)

Vo = kecepatan elektron

hf = W + Ek

hf = energi foton yang datang

W = energi pelepasan elektron

Ek = energi kinetik electron

ATOM BOHR

1048708 Postulat Bohr

FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

dipancarkan mempunyai energi

GELOMBANG DE BROGLIE

1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

1048708 Panjang gelombang foton

1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

oleh Davisson amp Germer

= panjang gelombang de Broglie

= konstanta Planck

FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

= massa partikel

= kecepatan partikel

Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

= momentum foton

= konstanta Planck

= kecepatan cahaya (foton)

= panjang gelombang cahaya (foton)

= panjang gelombang foton setelah tumbukan

= panjang gelombang foton mula-mula

= konstanta Planck

= sudut penyimpangan foton

FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

kecepatan elektron yang diemisikan

E = Energi

h = tetapan Planck

f = frekwensi

c = kecepatan cahaya

v = kecepatan

a = energi ambang

m = massa λ = panjang gelombang

p = momentum

p=momentum Ek = Energi kinetik

Hypotesa de Broglie

Hamburan Compton

Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

Catatan penting

Ek=54 ev = 541610-19 Joule

Massa 1e = 9110-31 kg

DUALISME GELOMBANG CAHAYA

Energi Nuklir

Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

diperhitungkan

Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

masalah kelangkaan energi

Fisi Nuklir

Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

yaitu reaksi fisi nuklir

Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

Energi Nuklir

Reaksi fisi uranium seperti di atas

menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

Energi Nuklir

reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

Reaktor Nuklir

Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

batang kendali dan perisai beton

skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

Energi Nuklir

elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

reaktor

Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

diizinkan

Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

Energi Nuklir

Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

reaktor

Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

air bertekanan

NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

Listrik Dinamis

Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

Hukum Ohm

Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

saluran Orang yang pertama kali meneliti

hubungan antara arus listrik tegangan dan

hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

Listrik Dinamis

Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

(ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

pada rangkaian yang

rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

(campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

Hambatan Kawat Penghantar

Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

Listrik Dinamis

Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

ditulis

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

Listrik Dinamis

Hukum Kirchoff

Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

arus listrik

Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

Maka diperoleh persamaan

I1 + I2 = I3 + I4 + I5

I masuk = I keluar

Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

Rangkaian Resistor Seri ampParalel

Rangkaian Seri

Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

VAC = IR1 + IR2

I R1 = I(R1 + R2)

R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

mati (putus) lampu yang lain padam

Rangkaian Paralel

Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

diperoleh persamaan

Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

Rangkaian Resistor Seri ampParalel

Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

yang lain tetap menyala

Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

1 Rangkaian Resistor Seri

Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

satu resistor pengganti yaitu Rs

Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

dengan n banyaknya R yang disusun

Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

Rangkaian Resistor Seri ampParalel

2 Rangkaian Resistor Paralel

Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

dirumuskan

1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

Rp = R n

dengan n banyaknya R yang disusun

Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

Listrik Statis

Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

satu obyek ke obyek yang lain

Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

Rangkaian Majemuk

HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

turun

Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

arah arus yang melaluinya

Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

beda potensial yang tadinya belum dipakai

Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

Usaha dan Energi Listrik

Usaha Listrik

ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

muatan itu

Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

perubahan EPL muatan sebesar q V

Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

positif

Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

(homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

t

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

muatan-muatan positif dan negatif di awan

Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

Kapasitansi

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

rumus dapat ditulis

Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

C = (885 x 10-12) (k At) (2)

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

disederhanakan

Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

paralel

Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

Rangkaian kapasitor

Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

Rangkaian R

Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

Rangkaian C

Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

(iC) sebesar = -90deg

Rangkaian L

Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

=+90deg

GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

menurut hubungan

di sini T dalam detik

Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

sama

ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

resistor R ialah I2R

SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

dalam hal resistor murni V = I R

dalam hal inductor murni V = I XL

di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

henry dan f dalam hertz

dalam kapasitor murni V = I XC

Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

Medan Magnet

MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

Arah Kuat Medan Magnet

Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

ini

ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

1 Induksi Magnetik

Hukum Biot-Savart

Yang mana

B = induksi magnetic (weberm2)

i = kuat arus listrik (ampere)

a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

k = = 10-7 weberampmeter

Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

3 Induk si magnetic di dalam solenoida

4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

= keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

5 Gaya Lorentz

TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

(GGL induksi)

Efisiensi trafo ( )

ps = daya sekunder (watt)

pp = daya primer (watt)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Vp = tegangan primer (volt)

Vs = tegangan sekunder (volt)

untuk trafo ideal

Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

Dasar alat semikonduktor

Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

praktikal

Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

listriknya

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

(penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

komponen-komponen lainnya

Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

berukuran relatif kecil

Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

IC Yunior Rahmawan Usop2010

IC (Integrated Circuit)

  • Superposisi gelombang
  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
          • Hukum Ohm
          • Hambatan Kawat Penghantar
          • Hukum Kirchoff
          • Dasar alat semikonduktor

    2

    BESARAN POKOK

    Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan

    tidak diturunkan dari besaran lain

    Satuan Besaran Pokok (Sistem InternasionalSI)

    Besaran Pokok LambangSatuan MKS dan

    SingkatanSatuan CGS dan Singkatan

    Panjang l (length) Meter (m) Centimeter (cm)

    massa m (mass) Kilogram (Kg) Gram (gr)

    Waktu t (time) Detik Sekon (s) Sekon (s)

    Suhu T (Temperature) Kelvin (K)

    Kuat Arus I Ampere (A)

    Jumlah Molekul Mole (Mol)

    Intensitas Cahaya Candela (Cd)

    Satuan Besaran Turunan (Sistem InternasionalSI)

    Contoh satuan-satuan besaran turunan dapat anda lihat pada tabel di bawah ini

    Penjelasan mengenai bagaimana memperoleh satuan Besaran Turunan akan

    dipelajari pada pembahasan tentang Dimensi Besaran

    Besaran Turunan Lambang Satuan dan Singkatan

    Luas L Meter kuadrat (m2)

    Volume V (volume) Meter kubik (m3)

    Kecepatan v (velocity) ldquoMeter per sekonrdquo (ms)

    Percepatan A (acceleration) Meter ldquoper sekon kuadratrdquo (ms2)

    Massa Jenis

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    3

    No Besaran Rumus Sat Metrik (SI) Dimensi

    1 Kecepatan

    2 Percepatan

    3 Gaya

    4 Usaha

    5 Daya

    6 Tekanan

    7 Energi kinetik

    8 Energi potensial

    9 Momentum

    10 Impuls

    11 Massa Jenis

    12 Berat Jenis

    s =

    13 Konst pegas

    14 Konst grafitasi

    G =

    15 Konst gas

    R =

    16 Gravitasi

    17 Momen Inersia

    Untuk mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika kita biasanya melakukan

    pengamatan yang disertai dengan pengukuran Pengamatan suatu gejala secara

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    4

    umum tidak lengkap apabila tidak ada data yang didapat dari hasil pengukuran Lord

    Kelvin seorang ahli fisika berkata bila kita dapat mengukur yang sedang kita

    bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka berarti kita mengetahui apa

    yang sedang kita bicarakan itu

    Misalnya kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang Pengukuran

    sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui

    dengan nilai standar yang sudah ditetapkan

    Istilah dalam Pengukuran

    Ketelitian adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang

    diukur terhadap nilai benar x0

    Kepekaan adalah ukuran minimal yang masih dapat dikenal oleh instrumenalat

    ukur

    Ketepatan (akurasi) adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil

    pengukuran yang sama Dengan memberikan suatu nilai tertentu pada besaran fisis

    ketepatan merupakan suatu ukuran yang menunjukkan perbedaan hasil-hasil

    pengukuran pada pengukuran berulang

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    5Ketelitian Alat ukur

    1 ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

    a Mistar

    Pada mistar 30 cm terdapat dua goresstrip pendek berdekatan yang merupakan

    skala terkecil dengan jarak 1mm atau 01 cm Ketelitian mistar tersebut adalah

    setengah dari skala terkecilnya Jadi ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah

    (frac12 x 1 mm ) = 05 mm atau 005 cm

    b Jangka Sorong

    Jangka sorong terdiri atas dua rahang yang pertama adalah rahang tetap yang

    tertera skala utama dimana 10 skala utama panjangnya 1 cm Kedua rahang geser

    dimana skala nonius berada 10 skala nonius panjangnya 09 cm sehingga beda

    panjang skala utama dan nonius adalah 01 mm atau 001 cmJadi skala terkecil

    pada jangka sorong 01 mm atau 001 sm sehingga ketelitiannya adalah

    ( frac12 x 01 mm ) = 005 mm atau 0005 cm

    c Mikrometer Sekrup

    Skala utama micrometer sekrup pada selubung kecil dan skala nonius pada selubung

    luar yang berputar maju dan mundur 1 putaran lengkap skala utama majumundur

    05 mm karena selubung luar terdiri 50 skala maka 1 skala selubung luar = 05

    mm50 = 001 mm sebagai skala terkecilnya

    Jadi ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah ( frac12 x 001 mm ) =

    0005 mm atau 00005 cm

    2 ALAT UKUR WAKTU DAN KETELITIANNYA

    Alat ukur waktu yang umum digunakan adalah stopwatch Pada stopwatch analog

    jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon Jarak itu dibagi

    atas 20 skala Dengan demikian skala terkecil adalah 220 sekon = 01 sekon

    Jadi ketelitian stopwatch tersebut ( frac12 x 01 sekon ) = 005 sekon

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    6Vektor

    Alat Ukur Besaran Turunan

    Speedometer mengukur kelajuan

    Dinamometer mengukur besarnya gaya

    Higrometer mengukur kelembaban udara

    Ohm meter mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

    Volt meter mengukur tegangan listrik

    AVOmeter mengukur kuat arus tegangan dan hambatan listrik

    Barometer mengukur tekanan udara luar

    Hidrometer mengukur berat jenis larutan

    Manometer mengukur tekanan udara tertutup

    Kalorimeter mengukur besarnya kalor jenis zat

    SKALAR dan VEKTOR

    Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan

    menjadi

    a Skalar besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah) Misalnya

    massa waktu energi dsb

    b Vektor besaran yang tergantung pada arah Misalnya kecepatan gaya momentum dsb

    NOTASI VEKTOR

    21 Notasi Geometris

    21a Penamaan sebuah vektor

    dalam cetakan dengan huruf tebal a B d

    dalam tulisan tangan dengan tanda atau diatas huruf a B d

    21b Penggambaran vektor

    vektor digambar dengan anak panah

    B

    a d

    panjang anak panah besar vektor

    arah anak panah arah vektor

    22 Notasi Analitis

    Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar Sebuah vektor a dapat

    dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    7Vektor

    ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

    ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

    Dalam koordinat kartesian

    vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

    yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

    menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

    Sehingga vektor a dapat ditulis

    a = ax i + ay j

    dan besar vektor a adalah

    a = ax 2 + ay

    2

    OPERASI VEKTOR

    31 Operasi penjumlahan

    A

    B

    A + B =

    Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

    Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

    B

    A

    A+B

    Dalam operasi penjumlahan berlaku

    a Hukum komutatif

    B

    A A + B = B + A

    A

    B

    b Hukum Asosiatif

    B (A + B) + C = A + (B + C)

    A

    C

    Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    8Vektor

    A -A

    B

    B - A = B + (-A)

    B

    B-A -A

    Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

    A = Ax i + Ay j + Az k dan

    B = Bx i + By j + Bz k

    maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

    komponennya yang searah

    A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

    A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

    32 Operasi Perkalian

    321 Perkalian vektor dengan skalar

    Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

    vektor

    Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

    B = k A

    Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

    dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

    sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

    322 Perkalian vektor dengan vektor

    a Perkalian dot (titik)

    Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

    P = F v = B A

    Hasil dari perkalian ini berupa skalar

    A

    B

    Bila C adalah skalar maka

    C = A B = A B cos

    atau dalam notasi vektor

    C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

    Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

    b Perkalian cross (silang)

    Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

    F = q v x B dsb

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    9Vektor

    Hasil dari perkalian ini berupa vektor

    Bila C merupakan besar vektor C maka

    C = A x B = A B sin

    atau dalam notasi vektor diperoleh

    A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

    Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

    sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

    k

    j

    i

    i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

    k x j = - I dsb

    Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

    Cara Membaca Skala Jangka Sorong

    bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

    bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

    (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

    Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    808 mm

    11Angka Penting

    Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

    sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

    panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

    hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

    (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

    11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

    mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

    angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

    banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

    dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

    Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

    mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

    satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

    ditaksir

    Ketentuan Angka Penting

    1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

    2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

    Contoh 20067 memiliki lima angka penting

    3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

    penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

    4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

    koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

    3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

    5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

    105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

    dan 0

    Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

    Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

    paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

    Contoh perkalian

    Contoh 1

    34 x 67 = hellip

    Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

    Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

    12 Percepatan GLB dan GLBB

    Analogi kinematika pada bidang lain

    Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

    disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

    mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

    tersusul dalam selang waktu 5 menit

    Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

    pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

    dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

    negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

    kedua Persoalan tersebut setara

    PERPINDAHAN

    Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

    Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

    Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

    tayangan berikut ini

    Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

    KELAJUAN

    Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

    Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

    tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

    Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

    lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

    kmjam

    v = D t

    KECEPATAN

    Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

    13 Percepatan GLB dan GLBB

    Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

    untuk perpindahan tersebut

    Kecepatan rata-rata

    Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

    berpindah dari X1 ke X2

    Percepatan

    Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

    Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

    kecepatan waktu

    Percepatan rata-rata

    Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

    kecepatan

    Gerak Lurus Beraturan

    Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

    dengan kecepatan konstan

    Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

    FORMULASI GLB

    xt = x0 + vt

    t waktu (berubah)

    x0 posisi awal (tidak berubah)

    v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

    xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

    Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

    Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

    14 Percepatan GLB dan GLBB

    vt = v0 + at

    t waktu (berubah)

    v0 kecepatan awal (tidak berubah)

    a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

    vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

    Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

    15Hukum Newton

    Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

    bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

    bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

    konstan

    Jika = 0 maka v = tetap

    Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

    Kelembaman (Inersia)

    Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

    Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

    bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

    Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

    massanya massanya kecil

    GAYA

    bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

    bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

    adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

    bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

    tersebut adalah yang bekerja nol

    Gaya Normal

    bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

    bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

    bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

    lurus permukaan

    BERAT (Gaya Gravitasi)

    Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

    permukaan bumi

    W=mg W = berat benda

    m = massa benda

    g = percepatan gravitasi

    Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    16Hukum Newton

    Hukum III Newton

    bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

    sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

    gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

    bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

    F aksi = -F reaksi

    bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

    normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

    gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

    Kesimpulan

    bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

    sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

    bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

    Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

    bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

    dimulai

    bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

    Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

    diterapkan

    bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

    istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

    momentum daya impuls energy tumbukan dll

    Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    17Hukum Newton

    Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    Keseimbangan Partikel

    Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

    bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

    Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

    Momen Gaya

    Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

    Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

    sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

    Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

    gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

    Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

    gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

    Titik Berat Benda

    Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

    a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

    b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

    c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

    Sifat - sifat

    1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

    beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

    2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

    3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

    maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

    Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

    maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

    = resultan gaya di sumbu x

    = resultan gaya di sumbu y

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    = jumlah momen gaya

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

    konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    a = v2r

    yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

    Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

    benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

    tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

    centripetal

    Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

    pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

    tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

    T

    w

    T

    w

    Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

    (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

    Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

    memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

    benda bergerak

    Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

    1 Hukum kekekalan momentum rotasi

    2 Hukum kekekalan energy

    Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

    dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

    1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

    dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

    rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

    kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

    Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

    panjang busur s dimana

    s = r

    atau = sr

    dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

    Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

    - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

    2 - 1

    t2 - t1 t

    kecepatan sudut sesaat adalah

    = lim t = ddt

    t0

    Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

    Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

    t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

    2 - 1

    t2 - t1 t

    dan percepatan sudut sesaatnya adalah

    = lim t = ddt

    t0

    Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

    kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

    karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

    Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

    dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

    bila diperlambat

    2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

    Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

    yang sudah diperoleh pada gerak translasi

    (1) = o + t

    (2) = o + 12 ( + o )t

    (3) = o + ot + 12 t2

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

    3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

    PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

    Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

    jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

    s = r

    bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

    dsdt = ddt r

    Kecepatan linear partikel v = r

    bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

    dvdt = ddt r

    Percepatan tangensial partkel at = r

    Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

    centripetal (radial)

    ar = v2r

    ar = 2r

    Percepatan total partikel a = ar2+ at

    2

    5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

    Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

    didefinisikan = r x F

    Besarnya torsi

    = r F sin

    rumusan ini dapat diubah menjadi

    = r (F sin) = r F

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    atau = F (r sin) = F r

    dimana F adalah

    komponen F yang tegak lurus r dan

    r adalah

    komponen r yang tegak lurus F

    6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

    Momentum sudut pada sebuah partikel

    didefinisikan l = r x p

    dengan p = mv

    Besarnya momentum sudut

    l = r p sin

    rumusan ini dapat diubah menjadi

    l = r (p sin) = r p

    atau l = p (r sin) = p r

    dimana p adalah

    komponen p yang tegak lurus r dan

    r adalah

    komponen r yang tegak lurus p

    Dari definisi momentum sudut l = r x p

    bila dideferensialkan doperoleh

    dldt = d (r x p)dt

    dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

    dldt = (r x F) + (v x mv)

    diperoleh

    dldt =

    dpdt = F

    ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

    bekerja pada partikel tersebutrdquo

    7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

    Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

    sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

    benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

    tersebut adalah

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    26

    I = r2 dm

    Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    K = 12 m1v12 + 12 m2v2

    2 + + 12 mnvn2

    karena v = r maka

    K = 12 m12r12 + 12 m22r2

    2 + + 12 mn2rn2

    K = 12 ( m1r12 ) 2

    Energi kinetik rotasi benda

    K = 12 I 2 K = 12 mv2

    dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

    tersebut Momen inersia ini tergantung pada

    a distribusibentuk massabenda tersebut

    b sumbu rotasi

    Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

    dm

    r

    Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

    bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

    menjadi

    I = Ipm + Mh2

    dimana

    Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

    M adalah massa total benda

    8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

    salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

    adalah

    = r x F

    Arah torsi searah dengan sumbu z

    Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

    ditempuh partikel ds dimana

    ds = r d

    Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

    dW = F ds

    dW = F cos ds

    dW = (F cos ) (r d)

    dW = d

    dW = F ds

    Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

    dWdt = ddt

    P =

    P = F v

    Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

    usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

    dWdt = dKdt

    dWdt = d(12 I 2)dt

    = 12 I d2dt

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    = I ddt

    = I

    = I

    F = m a

    9 MENGGELINDING

    Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

    dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

    Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

    sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

    dinyatakan

    vpm = R

    apm = R

    Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

    kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

    sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

    menggelinding

    Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

    K = 12 IP 2

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

    = 12 ( Ipm + MR2) 2

    = 12 Ipm2 + 12 MR22

    K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

    Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

    sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

    murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

    sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

    31Pemuaian

    Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

    terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

    dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

    bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

    volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

    tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

    fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

    hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

    inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

    inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

    atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

    mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

    makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

    yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

    selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

    dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

    FENOMENA FLUIDA

    Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

    dalam air

    Mengapa balon gas bisa naik ke atas

    Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

    tenggelam

    Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

    Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

    32Pemuaian

    TEKANAN HIDROSTATIS

    Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

    Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

    zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

    massa jenis zat cair ( r )

    dalam bejana

    HUKUM PASCAL

    Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

    P1 = P2

    F1A1 = F2A2

    HUKUM ARCHIMEDES

    Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

    Tiga keadaan benda di dalam zat cair

    a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

    b melayang W = Fa THORN rb = rz

    c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

    W = berat benda

    Fa = gaya ke atas = rz V g

    rb = massa jenis benda

    rz = massa jenis fluida

    V = volume benda

    V = volume benda yang berada dalam fluida

    Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

    Wz = W - Fa

    Wz = berat benda di dalam zat cair

    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

    Ph = r g h

    Pt = Po + Ph

    F = P h A = r g V

    r = massa jenis zat cair

    h = tinggi zat cair dari permukaan

    g = percepatan gravitasi

    Pt = tekanan total

    Po = tekanan udara luar

    33Pemuaian

    TEGANGAN PERMUKAAN

    Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

    zat cair persatuan panjang(l)

    g = F 2l

    KAPILARITAS

    Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

    dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

    y = 2 g cos q r g r

    y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

    g = tegangan permukaan (Nm)

    q = sudut kontak (derajat)

    p = massa jenis zat cair (kg m3)

    g = percepatan gravitas (m det2)

    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

    34Suhu

    Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

    adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

    Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

    es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

    tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

    35Pemuaian

    Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

    ΔL=Lo ΔT

    = koefisien muai panjang

    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

    Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

    ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

    Pemuaian volume

    ΔV=Vo ΔT

    Vo= volume benda mula-mula (cm3)

    = koefisien muai volume

    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

    PEMUAIAN ZAT CAIR

    Vt = VO ( 1 + Δ t )

    Keterangan

    = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

    PEMUAIAN GAS

    Vt = VO ( 1 + Δ t )

    Keterangan

    = koef Muai volume gas = 1273

    T = suhu harus dlm Kelvin

    Maka formula dapat dalam bentuk

    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

    36

    ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

    1 terdiri dari molekul-molekul

    2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

    agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

    3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

    molekul gas tersebut

    4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

    5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

    bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

    6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

    tumbukannya dianggap lenting sempurna

    7 berlaku hukum newton tentang gerak

    PROSES ISOTHERMAL

    Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

    DIMANA P adalah tekanan gas

    V adalah volume gas

    PROSES ISOVOLUME

    Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

    temperaturnya dalam Kelvin

    DIMANA P adalah tekanan gas

    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

    PROSES ISOBARIS

    Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

    DIMANA V adalah volume gas

    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

    HUKUM AVOGADRO

    setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

    sama pula

    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    37

    DIMANA P adalah tekanan gas

    V adalah volume gas

    N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

    k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    38Hukum Termodinamika

    Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

    keadaan awalnya

    Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

    (1986-1832)

    HUKUM TERMODINAMIKA

    01 cp - cv = R

    cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

    cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

    02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

    a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

    b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

    = konstanta Laplace

    03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

    04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

    05 HUKUM I TERMODINAMIKA

    Q = U + W

    Q = kalor yang masukkeluar sistem

    U = perubahan energi dalam

    W = Usaha luar

    PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

    1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

    Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

    ( lihat gambar )

    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    39Hukum Termodinamika

    sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

    Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

    Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

    Pemanasan Pendinginan

    W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

    2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

    Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

    Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

    Pemanasan Pendinginan

    V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

    Q = U2 - U1

    Q = U

    U = m cv ( T2 - T1 )

    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    40Hukum Termodinamika

    3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

    Selama proses suhunya konstan

    ( lihat gambar )

    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

    Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

    P1 V2 = P2 V2

    Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

    Pemanasan Pendinginan

    T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

    ln x =2303 log x

    4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

    Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

    ( lihat gambar )

    Sebelum proses Selamaakhir proses

    oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    41Hukum Termodinamika

    Pengembangan Pemampatan

    Q = 0 ------agrave O = U + W

    U2 -U1 = - W

    T1V1g-1

    = T2V2g-1

    W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

    - V1g-1

    )

    P1V1g = P2V2g

    06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

    Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

    T = suhu

    η = efisiensi

    P = tekanan

    V = volume

    W = usaha

    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

    Gerak Gelombang

    Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

    bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

    secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

    dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

    gelombang dari 380 sampai 800 nm

    Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

    dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

    dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

    berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

    Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

    dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

    melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

    (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

    E = h fatau

    E = h cλ

    Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

    Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

    Efek Doppler

    Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

    maksimum tertentu

    Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

    terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

    Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

    setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

    gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

    gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

    maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

    Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

    adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

    titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

    dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

    y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

    y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

    Keterangan

    a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

    b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

    sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

    dari ujung terikat adalah sebagai berikut

    y = y1+ y2

    =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

    Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

    sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

    Menjadi

    y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

    y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

    Rumus interferensi

    y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

    Keterangan

    A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

    k = 2πλ

    ω = 2πT (rads)

    l = panjang tali (m)

    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

    Efek Doppler

    x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

    λ = panjang gelombang (m)

    t = waktu sesaat (s)

    Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

    Ap = 2 A sin kx

    Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

    gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

    Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

    amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

    tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

    Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

    S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

    =n (12 λ)dengan n=0123hellip

    Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

    P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

    =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

    Superposisi gelombang

    Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

    akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

    simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

    sebuah gelombang baru

    Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

    y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

    Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

    Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

    y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

    Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

    Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

    Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

    y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

    Efek Doppler

    y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

    y = y1 + y2

    = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

    y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

    Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

    y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

    Dengan

    As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

    bebas

    Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

    sebagai berikut

    Ap maksimum saat cos〖(2π

    x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

    x= (2n) 14 λdengan n = 0123

    helliphellip

    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

    Ap minimum saat cos〖(2π

    x)( λ)〗=0 sehingga

    x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

    helliphellip

    Gelombang stasioner pada ujung terikat

    Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

    y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

    y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

    Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

    y = y1 + y2

    y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

    Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

    sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

    Efek Doppler

    Persamaan gelombang superposisinya menjadi

    y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

    Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

    As = 2A sin2π(xλ)

    Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

    karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

    Ap=2 A sin 2πλ x

    Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

    x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

    yang dapat ditulis sebagai berikut

    Ap=2 A sin(2πλ) x

    Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

    x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

    Efek Doppler

    Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

    membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

    tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

    kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

    hilang)

    Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

    ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

    bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

    ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

    sumber

    Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

    yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

    dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

    frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

    Jadi

    1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

    pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

    2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

    maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

    3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

    VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

    fs

    Hal ini disebabkan

    1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

    2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

    1 1

    s p

    Efek Doppler

    Dari kedua kesimpulan diatas maka

    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

    Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

    Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

    sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

    sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

    sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

    Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

    ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

    gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

    cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

    frekuensi

    Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

    bentuk

    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

    ps

    s p

    ff

    v v v v

    p

    p ss

    v vf f

    v v

    pp s

    s

    v vf f

    v v

    Efek Doppler

    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

    VP= Kec pendengar ( ms )

    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

    1 Optika Geometri

    a Hukum Pemantulan Snellius

    Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

    bidang datar

    Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

    b Cermin Datar

    Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

    Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

    n = jumlah bayangan yang terlihat

    = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

    c Cermin Cekung (Cermin Positif)

    Ketentuan

    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

    Catatan

    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

    sebagai berikut

    e Pembiasan (Refraksi)

    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

    i = sudut datang

    r = sudut bias

    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

    nud = indeks bias udara = 1

    2 Optika Fisik

    a Sudut Dispersi

    Q = Du - Dm

    Q = sudut disperse

    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

    b Celah Ganda (Percobaan Young)

    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

    = panjang gelombang cahaya

    d = jarak antar celah

    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

    L = jarak celah ke layar

    k = 123 hellip dst

    c Celah Tunggal

    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

    = sudut deviasi

    d Difraksi Kisi

    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

    e Selaput Tipis

    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

    n = indeks bias selaput tipis

    d = tebal selaput tipis

    r = sudut bias

    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

    f Polarisasi

    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

    vektor medan magnet saling tegak lurus

    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

    tongkat penggembala

    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

    Hanya dipengaruhi oleh

    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

    A Relativitas

    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

    koordinat

    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

    batang

    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

    V = kecepatan pengamat

    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

    U = kecepatan pengamat

    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

    mo = massa partikel dalam keadaan diam

    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

    E = m C2

    E = energi yang timbul

    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

    B Teori Kuantum

    E = h f

    E = kuantum energi dalam joule

    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

    fo = frekuensi batas (Hz)

    me= massa elektron (kg)

    Vo = kecepatan elektron

    hf = W + Ek

    hf = energi foton yang datang

    W = energi pelepasan elektron

    Ek = energi kinetik electron

    ATOM BOHR

    1048708 Postulat Bohr

    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

    dipancarkan mempunyai energi

    GELOMBANG DE BROGLIE

    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

    1048708 Panjang gelombang foton

    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

    oleh Davisson amp Germer

    = panjang gelombang de Broglie

    = konstanta Planck

    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

    = massa partikel

    = kecepatan partikel

    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

    = momentum foton

    = konstanta Planck

    = kecepatan cahaya (foton)

    = panjang gelombang cahaya (foton)

    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

    = panjang gelombang foton mula-mula

    = konstanta Planck

    = sudut penyimpangan foton

    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

    kecepatan elektron yang diemisikan

    E = Energi

    h = tetapan Planck

    f = frekwensi

    c = kecepatan cahaya

    v = kecepatan

    a = energi ambang

    m = massa λ = panjang gelombang

    p = momentum

    p=momentum Ek = Energi kinetik

    Hypotesa de Broglie

    Hamburan Compton

    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

    Catatan penting

    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

    Massa 1e = 9110-31 kg

    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

    Energi Nuklir

    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

    diperhitungkan

    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

    masalah kelangkaan energi

    Fisi Nuklir

    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

    yaitu reaksi fisi nuklir

    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

    Energi Nuklir

    Reaksi fisi uranium seperti di atas

    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

    Energi Nuklir

    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

    Reaktor Nuklir

    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

    batang kendali dan perisai beton

    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

    Energi Nuklir

    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

    reaktor

    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

    diizinkan

    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

    Energi Nuklir

    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

    reaktor

    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

    air bertekanan

    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

    Listrik Dinamis

    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

    Hukum Ohm

    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

    saluran Orang yang pertama kali meneliti

    hubungan antara arus listrik tegangan dan

    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

    Listrik Dinamis

    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

    pada rangkaian yang

    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

    Hambatan Kawat Penghantar

    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

    Listrik Dinamis

    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

    ditulis

    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

    Listrik Dinamis

    Hukum Kirchoff

    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

    arus listrik

    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

    Maka diperoleh persamaan

    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

    I masuk = I keluar

    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

    Rangkaian Seri

    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

    VAC = IR1 + IR2

    I R1 = I(R1 + R2)

    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

    mati (putus) lampu yang lain padam

    Rangkaian Paralel

    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

    diperoleh persamaan

    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

    yang lain tetap menyala

    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

    1 Rangkaian Resistor Seri

    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

    satu resistor pengganti yaitu Rs

    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

    dengan n banyaknya R yang disusun

    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

    2 Rangkaian Resistor Paralel

    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

    dirumuskan

    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

    Rp = R n

    dengan n banyaknya R yang disusun

    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

    Listrik Statis

    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

    satu obyek ke obyek yang lain

    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

    Rangkaian Majemuk

    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

    turun

    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

    arah arus yang melaluinya

    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

    beda potensial yang tadinya belum dipakai

    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

    Usaha dan Energi Listrik

    Usaha Listrik

    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

    muatan itu

    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

    perubahan EPL muatan sebesar q V

    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

    positif

    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

    t

    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

    muatan-muatan positif dan negatif di awan

    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

    Kapasitansi

    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

    rumus dapat ditulis

    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

    V = besar tegangan dalam V (volt)

    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

    disederhanakan

    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

    paralel

    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

    Rangkaian kapasitor

    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

    Rangkaian R

    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

    Rangkaian C

    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

    (iC) sebesar = -90deg

    Rangkaian L

    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

    =+90deg

    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

    menurut hubungan

    di sini T dalam detik

    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

    sama

    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

    resistor R ialah I2R

    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

    dalam hal resistor murni V = I R

    dalam hal inductor murni V = I XL

    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

    henry dan f dalam hertz

    dalam kapasitor murni V = I XC

    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

    Medan Magnet

    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

    Arah Kuat Medan Magnet

    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

    ini

    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

    1 Induksi Magnetik

    Hukum Biot-Savart

    Yang mana

    B = induksi magnetic (weberm2)

    i = kuat arus listrik (ampere)

    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

    k = = 10-7 weberampmeter

    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

    5 Gaya Lorentz

    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

    (GGL induksi)

    Efisiensi trafo ( )

    ps = daya sekunder (watt)

    pp = daya primer (watt)

    Np = jumlah lilitan primer

    Ns = jumlah lilitan sekunder

    Vp = tegangan primer (volt)

    Vs = tegangan sekunder (volt)

    untuk trafo ideal

    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

    Dasar alat semikonduktor

    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

    praktikal

    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

    listriknya

    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

    komponen-komponen lainnya

    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

    berukuran relatif kecil

    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

    IC Yunior Rahmawan Usop2010

    IC (Integrated Circuit)

    • Superposisi gelombang
    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
            • Hukum Ohm
            • Hambatan Kawat Penghantar
            • Hukum Kirchoff
            • Dasar alat semikonduktor

      3

      No Besaran Rumus Sat Metrik (SI) Dimensi

      1 Kecepatan

      2 Percepatan

      3 Gaya

      4 Usaha

      5 Daya

      6 Tekanan

      7 Energi kinetik

      8 Energi potensial

      9 Momentum

      10 Impuls

      11 Massa Jenis

      12 Berat Jenis

      s =

      13 Konst pegas

      14 Konst grafitasi

      G =

      15 Konst gas

      R =

      16 Gravitasi

      17 Momen Inersia

      Untuk mencapai suatu tujuan tertentu di dalam fisika kita biasanya melakukan

      pengamatan yang disertai dengan pengukuran Pengamatan suatu gejala secara

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      4

      umum tidak lengkap apabila tidak ada data yang didapat dari hasil pengukuran Lord

      Kelvin seorang ahli fisika berkata bila kita dapat mengukur yang sedang kita

      bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka berarti kita mengetahui apa

      yang sedang kita bicarakan itu

      Misalnya kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang Pengukuran

      sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui

      dengan nilai standar yang sudah ditetapkan

      Istilah dalam Pengukuran

      Ketelitian adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang

      diukur terhadap nilai benar x0

      Kepekaan adalah ukuran minimal yang masih dapat dikenal oleh instrumenalat

      ukur

      Ketepatan (akurasi) adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil

      pengukuran yang sama Dengan memberikan suatu nilai tertentu pada besaran fisis

      ketepatan merupakan suatu ukuran yang menunjukkan perbedaan hasil-hasil

      pengukuran pada pengukuran berulang

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      5Ketelitian Alat ukur

      1 ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

      a Mistar

      Pada mistar 30 cm terdapat dua goresstrip pendek berdekatan yang merupakan

      skala terkecil dengan jarak 1mm atau 01 cm Ketelitian mistar tersebut adalah

      setengah dari skala terkecilnya Jadi ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah

      (frac12 x 1 mm ) = 05 mm atau 005 cm

      b Jangka Sorong

      Jangka sorong terdiri atas dua rahang yang pertama adalah rahang tetap yang

      tertera skala utama dimana 10 skala utama panjangnya 1 cm Kedua rahang geser

      dimana skala nonius berada 10 skala nonius panjangnya 09 cm sehingga beda

      panjang skala utama dan nonius adalah 01 mm atau 001 cmJadi skala terkecil

      pada jangka sorong 01 mm atau 001 sm sehingga ketelitiannya adalah

      ( frac12 x 01 mm ) = 005 mm atau 0005 cm

      c Mikrometer Sekrup

      Skala utama micrometer sekrup pada selubung kecil dan skala nonius pada selubung

      luar yang berputar maju dan mundur 1 putaran lengkap skala utama majumundur

      05 mm karena selubung luar terdiri 50 skala maka 1 skala selubung luar = 05

      mm50 = 001 mm sebagai skala terkecilnya

      Jadi ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah ( frac12 x 001 mm ) =

      0005 mm atau 00005 cm

      2 ALAT UKUR WAKTU DAN KETELITIANNYA

      Alat ukur waktu yang umum digunakan adalah stopwatch Pada stopwatch analog

      jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon Jarak itu dibagi

      atas 20 skala Dengan demikian skala terkecil adalah 220 sekon = 01 sekon

      Jadi ketelitian stopwatch tersebut ( frac12 x 01 sekon ) = 005 sekon

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      6Vektor

      Alat Ukur Besaran Turunan

      Speedometer mengukur kelajuan

      Dinamometer mengukur besarnya gaya

      Higrometer mengukur kelembaban udara

      Ohm meter mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

      Volt meter mengukur tegangan listrik

      AVOmeter mengukur kuat arus tegangan dan hambatan listrik

      Barometer mengukur tekanan udara luar

      Hidrometer mengukur berat jenis larutan

      Manometer mengukur tekanan udara tertutup

      Kalorimeter mengukur besarnya kalor jenis zat

      SKALAR dan VEKTOR

      Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan

      menjadi

      a Skalar besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah) Misalnya

      massa waktu energi dsb

      b Vektor besaran yang tergantung pada arah Misalnya kecepatan gaya momentum dsb

      NOTASI VEKTOR

      21 Notasi Geometris

      21a Penamaan sebuah vektor

      dalam cetakan dengan huruf tebal a B d

      dalam tulisan tangan dengan tanda atau diatas huruf a B d

      21b Penggambaran vektor

      vektor digambar dengan anak panah

      B

      a d

      panjang anak panah besar vektor

      arah anak panah arah vektor

      22 Notasi Analitis

      Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar Sebuah vektor a dapat

      dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      7Vektor

      ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

      ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

      Dalam koordinat kartesian

      vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

      yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

      menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

      Sehingga vektor a dapat ditulis

      a = ax i + ay j

      dan besar vektor a adalah

      a = ax 2 + ay

      2

      OPERASI VEKTOR

      31 Operasi penjumlahan

      A

      B

      A + B =

      Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

      Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

      B

      A

      A+B

      Dalam operasi penjumlahan berlaku

      a Hukum komutatif

      B

      A A + B = B + A

      A

      B

      b Hukum Asosiatif

      B (A + B) + C = A + (B + C)

      A

      C

      Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      8Vektor

      A -A

      B

      B - A = B + (-A)

      B

      B-A -A

      Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

      A = Ax i + Ay j + Az k dan

      B = Bx i + By j + Bz k

      maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

      komponennya yang searah

      A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

      A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

      32 Operasi Perkalian

      321 Perkalian vektor dengan skalar

      Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

      vektor

      Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

      B = k A

      Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

      dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

      sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

      322 Perkalian vektor dengan vektor

      a Perkalian dot (titik)

      Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

      P = F v = B A

      Hasil dari perkalian ini berupa skalar

      A

      B

      Bila C adalah skalar maka

      C = A B = A B cos

      atau dalam notasi vektor

      C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

      Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

      b Perkalian cross (silang)

      Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

      F = q v x B dsb

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      9Vektor

      Hasil dari perkalian ini berupa vektor

      Bila C merupakan besar vektor C maka

      C = A x B = A B sin

      atau dalam notasi vektor diperoleh

      A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

      Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

      sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

      k

      j

      i

      i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

      k x j = - I dsb

      Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

      Cara Membaca Skala Jangka Sorong

      bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

      bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

      (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

      Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      808 mm

      11Angka Penting

      Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

      sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

      panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

      hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

      (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

      11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

      mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

      angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

      banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

      dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

      Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

      mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

      satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

      ditaksir

      Ketentuan Angka Penting

      1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

      2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

      Contoh 20067 memiliki lima angka penting

      3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

      penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

      4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

      koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

      3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

      5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

      105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

      dan 0

      Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

      Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

      paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

      Contoh perkalian

      Contoh 1

      34 x 67 = hellip

      Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

      Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

      12 Percepatan GLB dan GLBB

      Analogi kinematika pada bidang lain

      Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

      disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

      mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

      tersusul dalam selang waktu 5 menit

      Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

      pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

      dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

      negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

      kedua Persoalan tersebut setara

      PERPINDAHAN

      Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

      Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

      Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

      tayangan berikut ini

      Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

      KELAJUAN

      Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

      Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

      tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

      Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

      lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

      kmjam

      v = D t

      KECEPATAN

      Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

      13 Percepatan GLB dan GLBB

      Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

      untuk perpindahan tersebut

      Kecepatan rata-rata

      Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

      berpindah dari X1 ke X2

      Percepatan

      Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

      Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

      kecepatan waktu

      Percepatan rata-rata

      Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

      kecepatan

      Gerak Lurus Beraturan

      Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

      dengan kecepatan konstan

      Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

      FORMULASI GLB

      xt = x0 + vt

      t waktu (berubah)

      x0 posisi awal (tidak berubah)

      v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

      xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

      Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

      Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

      14 Percepatan GLB dan GLBB

      vt = v0 + at

      t waktu (berubah)

      v0 kecepatan awal (tidak berubah)

      a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

      vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

      Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

      15Hukum Newton

      Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

      bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

      bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

      konstan

      Jika = 0 maka v = tetap

      Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

      Kelembaman (Inersia)

      Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

      Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

      bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

      Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

      massanya massanya kecil

      GAYA

      bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

      bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

      adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

      bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

      tersebut adalah yang bekerja nol

      Gaya Normal

      bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

      bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

      bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

      lurus permukaan

      BERAT (Gaya Gravitasi)

      Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

      permukaan bumi

      W=mg W = berat benda

      m = massa benda

      g = percepatan gravitasi

      Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      16Hukum Newton

      Hukum III Newton

      bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

      sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

      gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

      bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

      F aksi = -F reaksi

      bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

      normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

      gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

      Kesimpulan

      bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

      sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

      bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

      Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

      bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

      dimulai

      bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

      Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

      diterapkan

      bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

      istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

      momentum daya impuls energy tumbukan dll

      Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      17Hukum Newton

      Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      Keseimbangan Partikel

      Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

      bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

      Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

      Momen Gaya

      Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

      Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

      sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

      Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

      gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

      Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

      gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

      Titik Berat Benda

      Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

      a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

      b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

      c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

      Sifat - sifat

      1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

      beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

      2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

      3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

      maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

      Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

      maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

      = resultan gaya di sumbu x

      = resultan gaya di sumbu y

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      = jumlah momen gaya

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

      konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      a = v2r

      yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

      Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

      benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

      tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

      centripetal

      Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

      pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

      tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

      T

      w

      T

      w

      Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

      (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

      Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

      memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

      benda bergerak

      Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

      1 Hukum kekekalan momentum rotasi

      2 Hukum kekekalan energy

      Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

      dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

      1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

      dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

      rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

      kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

      Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

      panjang busur s dimana

      s = r

      atau = sr

      dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

      Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

      - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

      2 - 1

      t2 - t1 t

      kecepatan sudut sesaat adalah

      = lim t = ddt

      t0

      Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

      Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

      t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

      2 - 1

      t2 - t1 t

      dan percepatan sudut sesaatnya adalah

      = lim t = ddt

      t0

      Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

      kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

      karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

      Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

      dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

      bila diperlambat

      2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

      Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

      yang sudah diperoleh pada gerak translasi

      (1) = o + t

      (2) = o + 12 ( + o )t

      (3) = o + ot + 12 t2

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

      3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

      PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

      Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

      jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

      s = r

      bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

      dsdt = ddt r

      Kecepatan linear partikel v = r

      bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

      dvdt = ddt r

      Percepatan tangensial partkel at = r

      Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

      centripetal (radial)

      ar = v2r

      ar = 2r

      Percepatan total partikel a = ar2+ at

      2

      5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

      Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

      didefinisikan = r x F

      Besarnya torsi

      = r F sin

      rumusan ini dapat diubah menjadi

      = r (F sin) = r F

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      atau = F (r sin) = F r

      dimana F adalah

      komponen F yang tegak lurus r dan

      r adalah

      komponen r yang tegak lurus F

      6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

      Momentum sudut pada sebuah partikel

      didefinisikan l = r x p

      dengan p = mv

      Besarnya momentum sudut

      l = r p sin

      rumusan ini dapat diubah menjadi

      l = r (p sin) = r p

      atau l = p (r sin) = p r

      dimana p adalah

      komponen p yang tegak lurus r dan

      r adalah

      komponen r yang tegak lurus p

      Dari definisi momentum sudut l = r x p

      bila dideferensialkan doperoleh

      dldt = d (r x p)dt

      dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

      dldt = (r x F) + (v x mv)

      diperoleh

      dldt =

      dpdt = F

      ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

      bekerja pada partikel tersebutrdquo

      7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

      Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

      sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

      benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

      tersebut adalah

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      26

      I = r2 dm

      Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      K = 12 m1v12 + 12 m2v2

      2 + + 12 mnvn2

      karena v = r maka

      K = 12 m12r12 + 12 m22r2

      2 + + 12 mn2rn2

      K = 12 ( m1r12 ) 2

      Energi kinetik rotasi benda

      K = 12 I 2 K = 12 mv2

      dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

      tersebut Momen inersia ini tergantung pada

      a distribusibentuk massabenda tersebut

      b sumbu rotasi

      Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

      dm

      r

      Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

      bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

      menjadi

      I = Ipm + Mh2

      dimana

      Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

      M adalah massa total benda

      8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

      salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

      adalah

      = r x F

      Arah torsi searah dengan sumbu z

      Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

      ditempuh partikel ds dimana

      ds = r d

      Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

      dW = F ds

      dW = F cos ds

      dW = (F cos ) (r d)

      dW = d

      dW = F ds

      Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

      dWdt = ddt

      P =

      P = F v

      Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

      usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

      dWdt = dKdt

      dWdt = d(12 I 2)dt

      = 12 I d2dt

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      = I ddt

      = I

      = I

      F = m a

      9 MENGGELINDING

      Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

      dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

      Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

      sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

      dinyatakan

      vpm = R

      apm = R

      Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

      kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

      sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

      menggelinding

      Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

      K = 12 IP 2

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

      = 12 ( Ipm + MR2) 2

      = 12 Ipm2 + 12 MR22

      K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

      Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

      sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

      murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

      sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

      31Pemuaian

      Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

      terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

      dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

      bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

      volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

      tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

      fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

      hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

      inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

      inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

      atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

      mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

      makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

      yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

      selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

      dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

      FENOMENA FLUIDA

      Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

      dalam air

      Mengapa balon gas bisa naik ke atas

      Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

      tenggelam

      Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

      Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

      32Pemuaian

      TEKANAN HIDROSTATIS

      Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

      Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

      zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

      massa jenis zat cair ( r )

      dalam bejana

      HUKUM PASCAL

      Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

      P1 = P2

      F1A1 = F2A2

      HUKUM ARCHIMEDES

      Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

      Tiga keadaan benda di dalam zat cair

      a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

      b melayang W = Fa THORN rb = rz

      c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

      W = berat benda

      Fa = gaya ke atas = rz V g

      rb = massa jenis benda

      rz = massa jenis fluida

      V = volume benda

      V = volume benda yang berada dalam fluida

      Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

      Wz = W - Fa

      Wz = berat benda di dalam zat cair

      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

      Ph = r g h

      Pt = Po + Ph

      F = P h A = r g V

      r = massa jenis zat cair

      h = tinggi zat cair dari permukaan

      g = percepatan gravitasi

      Pt = tekanan total

      Po = tekanan udara luar

      33Pemuaian

      TEGANGAN PERMUKAAN

      Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

      zat cair persatuan panjang(l)

      g = F 2l

      KAPILARITAS

      Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

      dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

      y = 2 g cos q r g r

      y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

      g = tegangan permukaan (Nm)

      q = sudut kontak (derajat)

      p = massa jenis zat cair (kg m3)

      g = percepatan gravitas (m det2)

      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

      34Suhu

      Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

      adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

      Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

      es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

      tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

      35Pemuaian

      Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

      ΔL=Lo ΔT

      = koefisien muai panjang

      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

      Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

      ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

      Pemuaian volume

      ΔV=Vo ΔT

      Vo= volume benda mula-mula (cm3)

      = koefisien muai volume

      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

      PEMUAIAN ZAT CAIR

      Vt = VO ( 1 + Δ t )

      Keterangan

      = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

      PEMUAIAN GAS

      Vt = VO ( 1 + Δ t )

      Keterangan

      = koef Muai volume gas = 1273

      T = suhu harus dlm Kelvin

      Maka formula dapat dalam bentuk

      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

      36

      ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

      1 terdiri dari molekul-molekul

      2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

      agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

      3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

      molekul gas tersebut

      4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

      5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

      bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

      6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

      tumbukannya dianggap lenting sempurna

      7 berlaku hukum newton tentang gerak

      PROSES ISOTHERMAL

      Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

      DIMANA P adalah tekanan gas

      V adalah volume gas

      PROSES ISOVOLUME

      Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

      temperaturnya dalam Kelvin

      DIMANA P adalah tekanan gas

      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

      PROSES ISOBARIS

      Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

      DIMANA V adalah volume gas

      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

      HUKUM AVOGADRO

      setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

      sama pula

      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      37

      DIMANA P adalah tekanan gas

      V adalah volume gas

      N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

      k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      38Hukum Termodinamika

      Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

      keadaan awalnya

      Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

      (1986-1832)

      HUKUM TERMODINAMIKA

      01 cp - cv = R

      cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

      cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

      02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

      a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

      b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

      = konstanta Laplace

      03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

      04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

      05 HUKUM I TERMODINAMIKA

      Q = U + W

      Q = kalor yang masukkeluar sistem

      U = perubahan energi dalam

      W = Usaha luar

      PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

      1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

      Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

      ( lihat gambar )

      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      39Hukum Termodinamika

      sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

      Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

      Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

      Pemanasan Pendinginan

      W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

      2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

      Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

      Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

      Pemanasan Pendinginan

      V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

      Q = U2 - U1

      Q = U

      U = m cv ( T2 - T1 )

      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      40Hukum Termodinamika

      3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

      Selama proses suhunya konstan

      ( lihat gambar )

      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

      Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

      P1 V2 = P2 V2

      Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

      Pemanasan Pendinginan

      T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

      ln x =2303 log x

      4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

      Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

      ( lihat gambar )

      Sebelum proses Selamaakhir proses

      oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      41Hukum Termodinamika

      Pengembangan Pemampatan

      Q = 0 ------agrave O = U + W

      U2 -U1 = - W

      T1V1g-1

      = T2V2g-1

      W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

      - V1g-1

      )

      P1V1g = P2V2g

      06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

      Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

      T = suhu

      η = efisiensi

      P = tekanan

      V = volume

      W = usaha

      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

      Gerak Gelombang

      Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

      bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

      secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

      dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

      gelombang dari 380 sampai 800 nm

      Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

      dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

      dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

      berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

      Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

      dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

      melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

      (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

      E = h fatau

      E = h cλ

      Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

      Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

      Efek Doppler

      Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

      maksimum tertentu

      Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

      terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

      Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

      setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

      gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

      gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

      maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

      Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

      adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

      titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

      dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

      y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

      y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

      Keterangan

      a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

      b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

      sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

      dari ujung terikat adalah sebagai berikut

      y = y1+ y2

      =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

      Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

      sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

      Menjadi

      y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

      y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

      Rumus interferensi

      y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

      Keterangan

      A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

      k = 2πλ

      ω = 2πT (rads)

      l = panjang tali (m)

      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

      Efek Doppler

      x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

      λ = panjang gelombang (m)

      t = waktu sesaat (s)

      Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

      Ap = 2 A sin kx

      Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

      gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

      Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

      amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

      tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

      Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

      S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

      =n (12 λ)dengan n=0123hellip

      Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

      P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

      =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

      Superposisi gelombang

      Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

      akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

      simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

      sebuah gelombang baru

      Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

      y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

      Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

      Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

      y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

      Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

      Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

      Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

      y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

      Efek Doppler

      y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

      y = y1 + y2

      = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

      y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

      Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

      y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

      Dengan

      As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

      bebas

      Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

      sebagai berikut

      Ap maksimum saat cos〖(2π

      x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

      x= (2n) 14 λdengan n = 0123

      helliphellip

      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

      Ap minimum saat cos〖(2π

      x)( λ)〗=0 sehingga

      x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

      helliphellip

      Gelombang stasioner pada ujung terikat

      Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

      y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

      y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

      Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

      y = y1 + y2

      y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

      Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

      sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

      Efek Doppler

      Persamaan gelombang superposisinya menjadi

      y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

      Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

      As = 2A sin2π(xλ)

      Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

      karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

      Ap=2 A sin 2πλ x

      Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

      x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

      yang dapat ditulis sebagai berikut

      Ap=2 A sin(2πλ) x

      Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

      x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

      Efek Doppler

      Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

      membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

      tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

      kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

      hilang)

      Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

      ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

      bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

      ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

      sumber

      Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

      yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

      dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

      frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

      Jadi

      1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

      pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

      2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

      maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

      3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

      VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

      fs

      Hal ini disebabkan

      1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

      2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

      1 1

      s p

      Efek Doppler

      Dari kedua kesimpulan diatas maka

      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

      Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

      Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

      sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

      vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

      sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

      vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

      sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

      Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

      ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

      gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

      cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

      frekuensi

      Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

      bentuk

      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

      ps

      s p

      ff

      v v v v

      p

      p ss

      v vf f

      v v

      pp s

      s

      v vf f

      v v

      Efek Doppler

      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

      VP= Kec pendengar ( ms )

      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

      1 Optika Geometri

      a Hukum Pemantulan Snellius

      Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

      bidang datar

      Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

      b Cermin Datar

      Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

      Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

      n = jumlah bayangan yang terlihat

      = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

      c Cermin Cekung (Cermin Positif)

      Ketentuan

      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

      Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

      dan nomor ruang bayangan selalu = 5

      d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

      Catatan

      Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

      cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

      sebagai berikut

      e Pembiasan (Refraksi)

      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

      i = sudut datang

      r = sudut bias

      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

      nud = indeks bias udara = 1

      2 Optika Fisik

      a Sudut Dispersi

      Q = Du - Dm

      Q = sudut disperse

      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

      b Celah Ganda (Percobaan Young)

      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

      = panjang gelombang cahaya

      d = jarak antar celah

      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

      L = jarak celah ke layar

      k = 123 hellip dst

      c Celah Tunggal

      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

      = sudut deviasi

      d Difraksi Kisi

      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

      e Selaput Tipis

      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

      n = indeks bias selaput tipis

      d = tebal selaput tipis

      r = sudut bias

      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

      f Polarisasi

      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

      vektor medan magnet saling tegak lurus

      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

      tongkat penggembala

      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

      Hanya dipengaruhi oleh

      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

      A Relativitas

      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

      koordinat

      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

      batang

      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

      V = kecepatan pengamat

      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

      U = kecepatan pengamat

      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

      mo = massa partikel dalam keadaan diam

      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

      E = m C2

      E = energi yang timbul

      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

      B Teori Kuantum

      E = h f

      E = kuantum energi dalam joule

      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

      fo = frekuensi batas (Hz)

      me= massa elektron (kg)

      Vo = kecepatan elektron

      hf = W + Ek

      hf = energi foton yang datang

      W = energi pelepasan elektron

      Ek = energi kinetik electron

      ATOM BOHR

      1048708 Postulat Bohr

      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

      dipancarkan mempunyai energi

      GELOMBANG DE BROGLIE

      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

      1048708 Panjang gelombang foton

      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

      oleh Davisson amp Germer

      = panjang gelombang de Broglie

      = konstanta Planck

      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

      = massa partikel

      = kecepatan partikel

      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

      = momentum foton

      = konstanta Planck

      = kecepatan cahaya (foton)

      = panjang gelombang cahaya (foton)

      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

      = panjang gelombang foton mula-mula

      = konstanta Planck

      = sudut penyimpangan foton

      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

      kecepatan elektron yang diemisikan

      E = Energi

      h = tetapan Planck

      f = frekwensi

      c = kecepatan cahaya

      v = kecepatan

      a = energi ambang

      m = massa λ = panjang gelombang

      p = momentum

      p=momentum Ek = Energi kinetik

      Hypotesa de Broglie

      Hamburan Compton

      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

      Catatan penting

      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

      Massa 1e = 9110-31 kg

      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

      Energi Nuklir

      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

      diperhitungkan

      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

      masalah kelangkaan energi

      Fisi Nuklir

      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

      yaitu reaksi fisi nuklir

      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

      Energi Nuklir

      Reaksi fisi uranium seperti di atas

      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

      Energi Nuklir

      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

      Reaktor Nuklir

      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

      batang kendali dan perisai beton

      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

      Energi Nuklir

      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

      reaktor

      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

      diizinkan

      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

      Energi Nuklir

      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

      reaktor

      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

      air bertekanan

      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

      Listrik Dinamis

      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

      Hukum Ohm

      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

      saluran Orang yang pertama kali meneliti

      hubungan antara arus listrik tegangan dan

      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

      Listrik Dinamis

      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

      pada rangkaian yang

      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

      Hambatan Kawat Penghantar

      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

      Listrik Dinamis

      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

      ditulis

      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

      Listrik Dinamis

      Hukum Kirchoff

      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

      arus listrik

      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

      Maka diperoleh persamaan

      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

      I masuk = I keluar

      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

      Rangkaian Seri

      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

      VAC = IR1 + IR2

      I R1 = I(R1 + R2)

      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

      mati (putus) lampu yang lain padam

      Rangkaian Paralel

      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

      diperoleh persamaan

      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

      yang lain tetap menyala

      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

      1 Rangkaian Resistor Seri

      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

      satu resistor pengganti yaitu Rs

      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

      dengan n banyaknya R yang disusun

      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

      2 Rangkaian Resistor Paralel

      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

      dirumuskan

      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

      Rp = R n

      dengan n banyaknya R yang disusun

      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

      Listrik Statis

      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

      satu obyek ke obyek yang lain

      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

      Rangkaian Majemuk

      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

      turun

      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

      arah arus yang melaluinya

      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

      beda potensial yang tadinya belum dipakai

      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

      Usaha dan Energi Listrik

      Usaha Listrik

      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

      muatan itu

      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

      perubahan EPL muatan sebesar q V

      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

      positif

      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

      t

      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

      muatan-muatan positif dan negatif di awan

      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

      Kapasitansi

      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

      rumus dapat ditulis

      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

      V = besar tegangan dalam V (volt)

      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

      disederhanakan

      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

      paralel

      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

      Rangkaian kapasitor

      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

      Rangkaian R

      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

      Rangkaian C

      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

      (iC) sebesar = -90deg

      Rangkaian L

      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

      =+90deg

      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

      menurut hubungan

      di sini T dalam detik

      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

      sama

      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

      resistor R ialah I2R

      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

      dalam hal resistor murni V = I R

      dalam hal inductor murni V = I XL

      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

      henry dan f dalam hertz

      dalam kapasitor murni V = I XC

      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

      Medan Magnet

      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

      Arah Kuat Medan Magnet

      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

      ini

      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

      1 Induksi Magnetik

      Hukum Biot-Savart

      Yang mana

      B = induksi magnetic (weberm2)

      i = kuat arus listrik (ampere)

      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

      k = = 10-7 weberampmeter

      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

      5 Gaya Lorentz

      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

      (GGL induksi)

      Efisiensi trafo ( )

      ps = daya sekunder (watt)

      pp = daya primer (watt)

      Np = jumlah lilitan primer

      Ns = jumlah lilitan sekunder

      Vp = tegangan primer (volt)

      Vs = tegangan sekunder (volt)

      untuk trafo ideal

      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

      Dasar alat semikonduktor

      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

      praktikal

      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

      listriknya

      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

      komponen-komponen lainnya

      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

      berukuran relatif kecil

      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

      IC Yunior Rahmawan Usop2010

      IC (Integrated Circuit)

      • Superposisi gelombang
      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
              • Hukum Ohm
              • Hambatan Kawat Penghantar
              • Hukum Kirchoff
              • Dasar alat semikonduktor

        4

        umum tidak lengkap apabila tidak ada data yang didapat dari hasil pengukuran Lord

        Kelvin seorang ahli fisika berkata bila kita dapat mengukur yang sedang kita

        bicarakan dan menyatakannya dengan angka-angka berarti kita mengetahui apa

        yang sedang kita bicarakan itu

        Misalnya kita menggunakan mistar untuk mengukur panjang Pengukuran

        sebenarnya merupakan proses pembandingan nilai besaran yang belum diketahui

        dengan nilai standar yang sudah ditetapkan

        Istilah dalam Pengukuran

        Ketelitian adalah suatu ukuran yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai yang

        diukur terhadap nilai benar x0

        Kepekaan adalah ukuran minimal yang masih dapat dikenal oleh instrumenalat

        ukur

        Ketepatan (akurasi) adalah suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil

        pengukuran yang sama Dengan memberikan suatu nilai tertentu pada besaran fisis

        ketepatan merupakan suatu ukuran yang menunjukkan perbedaan hasil-hasil

        pengukuran pada pengukuran berulang

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        5Ketelitian Alat ukur

        1 ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

        a Mistar

        Pada mistar 30 cm terdapat dua goresstrip pendek berdekatan yang merupakan

        skala terkecil dengan jarak 1mm atau 01 cm Ketelitian mistar tersebut adalah

        setengah dari skala terkecilnya Jadi ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah

        (frac12 x 1 mm ) = 05 mm atau 005 cm

        b Jangka Sorong

        Jangka sorong terdiri atas dua rahang yang pertama adalah rahang tetap yang

        tertera skala utama dimana 10 skala utama panjangnya 1 cm Kedua rahang geser

        dimana skala nonius berada 10 skala nonius panjangnya 09 cm sehingga beda

        panjang skala utama dan nonius adalah 01 mm atau 001 cmJadi skala terkecil

        pada jangka sorong 01 mm atau 001 sm sehingga ketelitiannya adalah

        ( frac12 x 01 mm ) = 005 mm atau 0005 cm

        c Mikrometer Sekrup

        Skala utama micrometer sekrup pada selubung kecil dan skala nonius pada selubung

        luar yang berputar maju dan mundur 1 putaran lengkap skala utama majumundur

        05 mm karena selubung luar terdiri 50 skala maka 1 skala selubung luar = 05

        mm50 = 001 mm sebagai skala terkecilnya

        Jadi ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah ( frac12 x 001 mm ) =

        0005 mm atau 00005 cm

        2 ALAT UKUR WAKTU DAN KETELITIANNYA

        Alat ukur waktu yang umum digunakan adalah stopwatch Pada stopwatch analog

        jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon Jarak itu dibagi

        atas 20 skala Dengan demikian skala terkecil adalah 220 sekon = 01 sekon

        Jadi ketelitian stopwatch tersebut ( frac12 x 01 sekon ) = 005 sekon

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        6Vektor

        Alat Ukur Besaran Turunan

        Speedometer mengukur kelajuan

        Dinamometer mengukur besarnya gaya

        Higrometer mengukur kelembaban udara

        Ohm meter mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

        Volt meter mengukur tegangan listrik

        AVOmeter mengukur kuat arus tegangan dan hambatan listrik

        Barometer mengukur tekanan udara luar

        Hidrometer mengukur berat jenis larutan

        Manometer mengukur tekanan udara tertutup

        Kalorimeter mengukur besarnya kalor jenis zat

        SKALAR dan VEKTOR

        Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan

        menjadi

        a Skalar besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah) Misalnya

        massa waktu energi dsb

        b Vektor besaran yang tergantung pada arah Misalnya kecepatan gaya momentum dsb

        NOTASI VEKTOR

        21 Notasi Geometris

        21a Penamaan sebuah vektor

        dalam cetakan dengan huruf tebal a B d

        dalam tulisan tangan dengan tanda atau diatas huruf a B d

        21b Penggambaran vektor

        vektor digambar dengan anak panah

        B

        a d

        panjang anak panah besar vektor

        arah anak panah arah vektor

        22 Notasi Analitis

        Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar Sebuah vektor a dapat

        dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        7Vektor

        ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

        ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

        Dalam koordinat kartesian

        vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

        yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

        menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

        Sehingga vektor a dapat ditulis

        a = ax i + ay j

        dan besar vektor a adalah

        a = ax 2 + ay

        2

        OPERASI VEKTOR

        31 Operasi penjumlahan

        A

        B

        A + B =

        Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

        Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

        B

        A

        A+B

        Dalam operasi penjumlahan berlaku

        a Hukum komutatif

        B

        A A + B = B + A

        A

        B

        b Hukum Asosiatif

        B (A + B) + C = A + (B + C)

        A

        C

        Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        8Vektor

        A -A

        B

        B - A = B + (-A)

        B

        B-A -A

        Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

        A = Ax i + Ay j + Az k dan

        B = Bx i + By j + Bz k

        maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

        komponennya yang searah

        A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

        A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

        32 Operasi Perkalian

        321 Perkalian vektor dengan skalar

        Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

        vektor

        Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

        B = k A

        Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

        dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

        sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

        322 Perkalian vektor dengan vektor

        a Perkalian dot (titik)

        Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

        P = F v = B A

        Hasil dari perkalian ini berupa skalar

        A

        B

        Bila C adalah skalar maka

        C = A B = A B cos

        atau dalam notasi vektor

        C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

        Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

        b Perkalian cross (silang)

        Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

        F = q v x B dsb

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        9Vektor

        Hasil dari perkalian ini berupa vektor

        Bila C merupakan besar vektor C maka

        C = A x B = A B sin

        atau dalam notasi vektor diperoleh

        A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

        Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

        sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

        k

        j

        i

        i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

        k x j = - I dsb

        Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

        Cara Membaca Skala Jangka Sorong

        bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

        bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

        (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

        Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        808 mm

        11Angka Penting

        Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

        sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

        panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

        hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

        (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

        11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

        mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

        angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

        banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

        dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

        Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

        mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

        satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

        ditaksir

        Ketentuan Angka Penting

        1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

        2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

        Contoh 20067 memiliki lima angka penting

        3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

        penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

        4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

        koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

        3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

        5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

        105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

        dan 0

        Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

        Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

        paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

        Contoh perkalian

        Contoh 1

        34 x 67 = hellip

        Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

        Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

        Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

        12 Percepatan GLB dan GLBB

        Analogi kinematika pada bidang lain

        Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

        disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

        mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

        tersusul dalam selang waktu 5 menit

        Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

        pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

        dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

        negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

        kedua Persoalan tersebut setara

        PERPINDAHAN

        Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

        Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

        Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

        tayangan berikut ini

        Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

        KELAJUAN

        Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

        Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

        tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

        Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

        lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

        kmjam

        v = D t

        KECEPATAN

        Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

        13 Percepatan GLB dan GLBB

        Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

        untuk perpindahan tersebut

        Kecepatan rata-rata

        Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

        berpindah dari X1 ke X2

        Percepatan

        Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

        Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

        kecepatan waktu

        Percepatan rata-rata

        Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

        kecepatan

        Gerak Lurus Beraturan

        Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

        dengan kecepatan konstan

        Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

        FORMULASI GLB

        xt = x0 + vt

        t waktu (berubah)

        x0 posisi awal (tidak berubah)

        v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

        xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

        Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

        Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

        14 Percepatan GLB dan GLBB

        vt = v0 + at

        t waktu (berubah)

        v0 kecepatan awal (tidak berubah)

        a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

        vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

        Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

        15Hukum Newton

        Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

        bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

        bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

        konstan

        Jika = 0 maka v = tetap

        Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

        Kelembaman (Inersia)

        Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

        Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

        bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

        Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

        massanya massanya kecil

        GAYA

        bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

        bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

        adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

        bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

        tersebut adalah yang bekerja nol

        Gaya Normal

        bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

        bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

        bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

        lurus permukaan

        BERAT (Gaya Gravitasi)

        Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

        permukaan bumi

        W=mg W = berat benda

        m = massa benda

        g = percepatan gravitasi

        Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        16Hukum Newton

        Hukum III Newton

        bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

        sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

        gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

        bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

        F aksi = -F reaksi

        bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

        normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

        gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

        Kesimpulan

        bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

        sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

        bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

        Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

        bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

        dimulai

        bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

        Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

        diterapkan

        bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

        istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

        momentum daya impuls energy tumbukan dll

        Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        17Hukum Newton

        Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        Keseimbangan Partikel

        Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

        bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

        Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

        Momen Gaya

        Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

        Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

        sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

        Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

        gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

        Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

        gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

        Titik Berat Benda

        Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

        a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

        b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

        c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

        Sifat - sifat

        1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

        beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

        2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

        3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

        maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

        Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

        maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

        = resultan gaya di sumbu x

        = resultan gaya di sumbu y

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        = jumlah momen gaya

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

        konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        a = v2r

        yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

        Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

        benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

        tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

        centripetal

        Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

        pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

        tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

        T

        w

        T

        w

        Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

        (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

        Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

        memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

        benda bergerak

        Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

        1 Hukum kekekalan momentum rotasi

        2 Hukum kekekalan energy

        Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

        dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

        1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

        dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

        rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

        kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

        Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

        panjang busur s dimana

        s = r

        atau = sr

        dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

        Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

        - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

        2 - 1

        t2 - t1 t

        kecepatan sudut sesaat adalah

        = lim t = ddt

        t0

        Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

        Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

        t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

        2 - 1

        t2 - t1 t

        dan percepatan sudut sesaatnya adalah

        = lim t = ddt

        t0

        Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

        kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

        karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

        Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

        dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

        bila diperlambat

        2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

        Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

        yang sudah diperoleh pada gerak translasi

        (1) = o + t

        (2) = o + 12 ( + o )t

        (3) = o + ot + 12 t2

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

        3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

        PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

        Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

        jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

        s = r

        bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

        dsdt = ddt r

        Kecepatan linear partikel v = r

        bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

        dvdt = ddt r

        Percepatan tangensial partkel at = r

        Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

        centripetal (radial)

        ar = v2r

        ar = 2r

        Percepatan total partikel a = ar2+ at

        2

        5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

        Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

        didefinisikan = r x F

        Besarnya torsi

        = r F sin

        rumusan ini dapat diubah menjadi

        = r (F sin) = r F

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        atau = F (r sin) = F r

        dimana F adalah

        komponen F yang tegak lurus r dan

        r adalah

        komponen r yang tegak lurus F

        6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

        Momentum sudut pada sebuah partikel

        didefinisikan l = r x p

        dengan p = mv

        Besarnya momentum sudut

        l = r p sin

        rumusan ini dapat diubah menjadi

        l = r (p sin) = r p

        atau l = p (r sin) = p r

        dimana p adalah

        komponen p yang tegak lurus r dan

        r adalah

        komponen r yang tegak lurus p

        Dari definisi momentum sudut l = r x p

        bila dideferensialkan doperoleh

        dldt = d (r x p)dt

        dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

        dldt = (r x F) + (v x mv)

        diperoleh

        dldt =

        dpdt = F

        ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

        bekerja pada partikel tersebutrdquo

        7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

        Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

        sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

        benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

        tersebut adalah

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        26

        I = r2 dm

        Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        K = 12 m1v12 + 12 m2v2

        2 + + 12 mnvn2

        karena v = r maka

        K = 12 m12r12 + 12 m22r2

        2 + + 12 mn2rn2

        K = 12 ( m1r12 ) 2

        Energi kinetik rotasi benda

        K = 12 I 2 K = 12 mv2

        dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

        tersebut Momen inersia ini tergantung pada

        a distribusibentuk massabenda tersebut

        b sumbu rotasi

        Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

        dm

        r

        Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

        bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

        menjadi

        I = Ipm + Mh2

        dimana

        Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

        M adalah massa total benda

        8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

        salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

        adalah

        = r x F

        Arah torsi searah dengan sumbu z

        Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

        ditempuh partikel ds dimana

        ds = r d

        Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

        dW = F ds

        dW = F cos ds

        dW = (F cos ) (r d)

        dW = d

        dW = F ds

        Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

        dWdt = ddt

        P =

        P = F v

        Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

        usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

        dWdt = dKdt

        dWdt = d(12 I 2)dt

        = 12 I d2dt

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        = I ddt

        = I

        = I

        F = m a

        9 MENGGELINDING

        Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

        dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

        Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

        sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

        dinyatakan

        vpm = R

        apm = R

        Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

        kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

        sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

        menggelinding

        Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

        K = 12 IP 2

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

        = 12 ( Ipm + MR2) 2

        = 12 Ipm2 + 12 MR22

        K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

        Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

        sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

        murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

        sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

        31Pemuaian

        Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

        terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

        dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

        bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

        volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

        tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

        fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

        hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

        inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

        inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

        atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

        mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

        makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

        yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

        selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

        dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

        FENOMENA FLUIDA

        Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

        dalam air

        Mengapa balon gas bisa naik ke atas

        Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

        tenggelam

        Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

        Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

        32Pemuaian

        TEKANAN HIDROSTATIS

        Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

        Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

        zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

        massa jenis zat cair ( r )

        dalam bejana

        HUKUM PASCAL

        Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

        P1 = P2

        F1A1 = F2A2

        HUKUM ARCHIMEDES

        Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

        Tiga keadaan benda di dalam zat cair

        a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

        b melayang W = Fa THORN rb = rz

        c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

        W = berat benda

        Fa = gaya ke atas = rz V g

        rb = massa jenis benda

        rz = massa jenis fluida

        V = volume benda

        V = volume benda yang berada dalam fluida

        Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

        Wz = W - Fa

        Wz = berat benda di dalam zat cair

        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

        Ph = r g h

        Pt = Po + Ph

        F = P h A = r g V

        r = massa jenis zat cair

        h = tinggi zat cair dari permukaan

        g = percepatan gravitasi

        Pt = tekanan total

        Po = tekanan udara luar

        33Pemuaian

        TEGANGAN PERMUKAAN

        Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

        zat cair persatuan panjang(l)

        g = F 2l

        KAPILARITAS

        Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

        dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

        y = 2 g cos q r g r

        y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

        g = tegangan permukaan (Nm)

        q = sudut kontak (derajat)

        p = massa jenis zat cair (kg m3)

        g = percepatan gravitas (m det2)

        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

        34Suhu

        Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

        adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

        Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

        es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

        tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

        35Pemuaian

        Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

        ΔL=Lo ΔT

        = koefisien muai panjang

        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

        Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

        ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

        Pemuaian volume

        ΔV=Vo ΔT

        Vo= volume benda mula-mula (cm3)

        = koefisien muai volume

        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

        PEMUAIAN ZAT CAIR

        Vt = VO ( 1 + Δ t )

        Keterangan

        = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

        PEMUAIAN GAS

        Vt = VO ( 1 + Δ t )

        Keterangan

        = koef Muai volume gas = 1273

        T = suhu harus dlm Kelvin

        Maka formula dapat dalam bentuk

        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

        36

        ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

        1 terdiri dari molekul-molekul

        2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

        agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

        3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

        molekul gas tersebut

        4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

        5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

        bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

        6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

        tumbukannya dianggap lenting sempurna

        7 berlaku hukum newton tentang gerak

        PROSES ISOTHERMAL

        Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

        DIMANA P adalah tekanan gas

        V adalah volume gas

        PROSES ISOVOLUME

        Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

        temperaturnya dalam Kelvin

        DIMANA P adalah tekanan gas

        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

        PROSES ISOBARIS

        Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

        DIMANA V adalah volume gas

        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

        HUKUM AVOGADRO

        setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

        sama pula

        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        37

        DIMANA P adalah tekanan gas

        V adalah volume gas

        N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

        k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        38Hukum Termodinamika

        Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

        keadaan awalnya

        Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

        (1986-1832)

        HUKUM TERMODINAMIKA

        01 cp - cv = R

        cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

        cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

        02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

        a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

        b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

        = konstanta Laplace

        03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

        04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

        05 HUKUM I TERMODINAMIKA

        Q = U + W

        Q = kalor yang masukkeluar sistem

        U = perubahan energi dalam

        W = Usaha luar

        PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

        1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

        Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

        ( lihat gambar )

        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        39Hukum Termodinamika

        sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

        Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

        Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

        Pemanasan Pendinginan

        W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

        2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

        Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

        Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

        Pemanasan Pendinginan

        V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

        Q = U2 - U1

        Q = U

        U = m cv ( T2 - T1 )

        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        40Hukum Termodinamika

        3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

        Selama proses suhunya konstan

        ( lihat gambar )

        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

        Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

        P1 V2 = P2 V2

        Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

        Pemanasan Pendinginan

        T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

        ln x =2303 log x

        4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

        Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

        ( lihat gambar )

        Sebelum proses Selamaakhir proses

        oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        41Hukum Termodinamika

        Pengembangan Pemampatan

        Q = 0 ------agrave O = U + W

        U2 -U1 = - W

        T1V1g-1

        = T2V2g-1

        W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

        - V1g-1

        )

        P1V1g = P2V2g

        06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

        Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

        T = suhu

        η = efisiensi

        P = tekanan

        V = volume

        W = usaha

        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

        Gerak Gelombang

        Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

        bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

        secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

        dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

        gelombang dari 380 sampai 800 nm

        Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

        dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

        dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

        berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

        Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

        dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

        melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

        (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

        E = h fatau

        E = h cλ

        Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

        Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

        Efek Doppler

        Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

        maksimum tertentu

        Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

        terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

        Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

        setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

        gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

        gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

        maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

        Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

        adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

        titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

        dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

        y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

        y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

        Keterangan

        a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

        b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

        sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

        dari ujung terikat adalah sebagai berikut

        y = y1+ y2

        =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

        Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

        sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

        Menjadi

        y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

        y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

        Rumus interferensi

        y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

        Keterangan

        A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

        k = 2πλ

        ω = 2πT (rads)

        l = panjang tali (m)

        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

        Efek Doppler

        x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

        λ = panjang gelombang (m)

        t = waktu sesaat (s)

        Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

        Ap = 2 A sin kx

        Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

        gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

        Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

        amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

        tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

        Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

        S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

        =n (12 λ)dengan n=0123hellip

        Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

        P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

        =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

        Superposisi gelombang

        Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

        akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

        simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

        sebuah gelombang baru

        Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

        y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

        Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

        Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

        y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

        Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

        Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

        Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

        y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

        Efek Doppler

        y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

        y = y1 + y2

        = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

        y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

        Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

        y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

        Dengan

        As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

        bebas

        Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

        sebagai berikut

        Ap maksimum saat cos〖(2π

        x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

        x= (2n) 14 λdengan n = 0123

        helliphellip

        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

        Ap minimum saat cos〖(2π

        x)( λ)〗=0 sehingga

        x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

        helliphellip

        Gelombang stasioner pada ujung terikat

        Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

        y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

        y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

        Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

        y = y1 + y2

        y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

        Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

        sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

        Efek Doppler

        Persamaan gelombang superposisinya menjadi

        y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

        Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

        As = 2A sin2π(xλ)

        Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

        karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

        Ap=2 A sin 2πλ x

        Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

        x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

        yang dapat ditulis sebagai berikut

        Ap=2 A sin(2πλ) x

        Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

        x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

        Efek Doppler

        Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

        membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

        tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

        kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

        hilang)

        Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

        ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

        bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

        ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

        sumber

        Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

        yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

        dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

        frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

        Jadi

        1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

        pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

        2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

        maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

        3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

        VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

        fs

        Hal ini disebabkan

        1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

        2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

        1 1

        s p

        Efek Doppler

        Dari kedua kesimpulan diatas maka

        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

        Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

        Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

        sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

        vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

        sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

        vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

        sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

        Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

        ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

        gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

        cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

        frekuensi

        Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

        bentuk

        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

        ps

        s p

        ff

        v v v v

        p

        p ss

        v vf f

        v v

        pp s

        s

        v vf f

        v v

        Efek Doppler

        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

        VP= Kec pendengar ( ms )

        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

        1 Optika Geometri

        a Hukum Pemantulan Snellius

        Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

        bidang datar

        Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

        b Cermin Datar

        Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

        Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

        n = jumlah bayangan yang terlihat

        = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

        c Cermin Cekung (Cermin Positif)

        Ketentuan

        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

        Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

        dan nomor ruang bayangan selalu = 5

        d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

        Catatan

        Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

        cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

        sebagai berikut

        e Pembiasan (Refraksi)

        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

        i = sudut datang

        r = sudut bias

        n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

        V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

        nud = indeks bias udara = 1

        2 Optika Fisik

        a Sudut Dispersi

        Q = Du - Dm

        Q = sudut disperse

        Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

        b Celah Ganda (Percobaan Young)

        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

        = panjang gelombang cahaya

        d = jarak antar celah

        p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

        L = jarak celah ke layar

        k = 123 hellip dst

        c Celah Tunggal

        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

        = sudut deviasi

        d Difraksi Kisi

        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

        e Selaput Tipis

        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

        n = indeks bias selaput tipis

        d = tebal selaput tipis

        r = sudut bias

        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

        f Polarisasi

        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

        vektor medan magnet saling tegak lurus

        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

        tongkat penggembala

        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

        Hanya dipengaruhi oleh

        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

        A Relativitas

        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

        koordinat

        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

        batang

        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

        V = kecepatan pengamat

        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

        U = kecepatan pengamat

        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

        mo = massa partikel dalam keadaan diam

        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

        E = m C2

        E = energi yang timbul

        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

        B Teori Kuantum

        E = h f

        E = kuantum energi dalam joule

        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

        fo = frekuensi batas (Hz)

        me= massa elektron (kg)

        Vo = kecepatan elektron

        hf = W + Ek

        hf = energi foton yang datang

        W = energi pelepasan elektron

        Ek = energi kinetik electron

        ATOM BOHR

        1048708 Postulat Bohr

        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

        dipancarkan mempunyai energi

        GELOMBANG DE BROGLIE

        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

        1048708 Panjang gelombang foton

        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

        oleh Davisson amp Germer

        = panjang gelombang de Broglie

        = konstanta Planck

        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

        = massa partikel

        = kecepatan partikel

        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

        = momentum foton

        = konstanta Planck

        = kecepatan cahaya (foton)

        = panjang gelombang cahaya (foton)

        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

        = panjang gelombang foton mula-mula

        = konstanta Planck

        = sudut penyimpangan foton

        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

        kecepatan elektron yang diemisikan

        E = Energi

        h = tetapan Planck

        f = frekwensi

        c = kecepatan cahaya

        v = kecepatan

        a = energi ambang

        m = massa λ = panjang gelombang

        p = momentum

        p=momentum Ek = Energi kinetik

        Hypotesa de Broglie

        Hamburan Compton

        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

        Catatan penting

        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

        Massa 1e = 9110-31 kg

        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

        Energi Nuklir

        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

        diperhitungkan

        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

        masalah kelangkaan energi

        Fisi Nuklir

        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

        yaitu reaksi fisi nuklir

        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

        Energi Nuklir

        Reaksi fisi uranium seperti di atas

        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

        Energi Nuklir

        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

        Reaktor Nuklir

        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

        batang kendali dan perisai beton

        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

        Energi Nuklir

        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

        reaktor

        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

        diizinkan

        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

        Energi Nuklir

        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

        reaktor

        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

        air bertekanan

        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

        Listrik Dinamis

        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

        Hukum Ohm

        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

        saluran Orang yang pertama kali meneliti

        hubungan antara arus listrik tegangan dan

        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

        Listrik Dinamis

        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

        pada rangkaian yang

        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

        Hambatan Kawat Penghantar

        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

        Listrik Dinamis

        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

        ditulis

        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

        Listrik Dinamis

        Hukum Kirchoff

        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

        arus listrik

        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

        Maka diperoleh persamaan

        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

        I masuk = I keluar

        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

        Rangkaian Seri

        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

        VAC = IR1 + IR2

        I R1 = I(R1 + R2)

        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

        mati (putus) lampu yang lain padam

        Rangkaian Paralel

        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

        diperoleh persamaan

        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

        yang lain tetap menyala

        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

        1 Rangkaian Resistor Seri

        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

        satu resistor pengganti yaitu Rs

        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

        dengan n banyaknya R yang disusun

        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

        2 Rangkaian Resistor Paralel

        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

        dirumuskan

        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

        Rp = R n

        dengan n banyaknya R yang disusun

        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

        Listrik Statis

        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

        satu obyek ke obyek yang lain

        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

        Rangkaian Majemuk

        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

        turun

        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

        arah arus yang melaluinya

        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

        beda potensial yang tadinya belum dipakai

        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

        Usaha dan Energi Listrik

        Usaha Listrik

        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

        muatan itu

        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

        perubahan EPL muatan sebesar q V

        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

        positif

        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

        t

        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

        muatan-muatan positif dan negatif di awan

        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

        Kapasitansi

        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

        rumus dapat ditulis

        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

        V = besar tegangan dalam V (volt)

        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

        disederhanakan

        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

        paralel

        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

        Rangkaian kapasitor

        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

        Rangkaian R

        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

        Rangkaian C

        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

        (iC) sebesar = -90deg

        Rangkaian L

        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

        =+90deg

        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

        menurut hubungan

        di sini T dalam detik

        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

        sama

        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

        resistor R ialah I2R

        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

        dalam hal resistor murni V = I R

        dalam hal inductor murni V = I XL

        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

        henry dan f dalam hertz

        dalam kapasitor murni V = I XC

        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

        Medan Magnet

        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

        Arah Kuat Medan Magnet

        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

        ini

        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

        1 Induksi Magnetik

        Hukum Biot-Savart

        Yang mana

        B = induksi magnetic (weberm2)

        i = kuat arus listrik (ampere)

        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

        k = = 10-7 weberampmeter

        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

        5 Gaya Lorentz

        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

        (GGL induksi)

        Efisiensi trafo ( )

        ps = daya sekunder (watt)

        pp = daya primer (watt)

        Np = jumlah lilitan primer

        Ns = jumlah lilitan sekunder

        Vp = tegangan primer (volt)

        Vs = tegangan sekunder (volt)

        untuk trafo ideal

        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

        Dasar alat semikonduktor

        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

        praktikal

        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

        listriknya

        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

        komponen-komponen lainnya

        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

        berukuran relatif kecil

        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

        IC Yunior Rahmawan Usop2010

        IC (Integrated Circuit)

        • Superposisi gelombang
        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                • Hukum Ohm
                • Hambatan Kawat Penghantar
                • Hukum Kirchoff
                • Dasar alat semikonduktor

          5Ketelitian Alat ukur

          1 ALAT UKUR PANJANG DAN KETELITIANNYA

          a Mistar

          Pada mistar 30 cm terdapat dua goresstrip pendek berdekatan yang merupakan

          skala terkecil dengan jarak 1mm atau 01 cm Ketelitian mistar tersebut adalah

          setengah dari skala terkecilnya Jadi ketelitian atau ketidakpastian mistar adalah

          (frac12 x 1 mm ) = 05 mm atau 005 cm

          b Jangka Sorong

          Jangka sorong terdiri atas dua rahang yang pertama adalah rahang tetap yang

          tertera skala utama dimana 10 skala utama panjangnya 1 cm Kedua rahang geser

          dimana skala nonius berada 10 skala nonius panjangnya 09 cm sehingga beda

          panjang skala utama dan nonius adalah 01 mm atau 001 cmJadi skala terkecil

          pada jangka sorong 01 mm atau 001 sm sehingga ketelitiannya adalah

          ( frac12 x 01 mm ) = 005 mm atau 0005 cm

          c Mikrometer Sekrup

          Skala utama micrometer sekrup pada selubung kecil dan skala nonius pada selubung

          luar yang berputar maju dan mundur 1 putaran lengkap skala utama majumundur

          05 mm karena selubung luar terdiri 50 skala maka 1 skala selubung luar = 05

          mm50 = 001 mm sebagai skala terkecilnya

          Jadi ketelitian atau ketidakpastian micrometer sekrup adalah ( frac12 x 001 mm ) =

          0005 mm atau 00005 cm

          2 ALAT UKUR WAKTU DAN KETELITIANNYA

          Alat ukur waktu yang umum digunakan adalah stopwatch Pada stopwatch analog

          jarak antara dua gores panjang yang ada angkanya adalah 2 sekon Jarak itu dibagi

          atas 20 skala Dengan demikian skala terkecil adalah 220 sekon = 01 sekon

          Jadi ketelitian stopwatch tersebut ( frac12 x 01 sekon ) = 005 sekon

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          6Vektor

          Alat Ukur Besaran Turunan

          Speedometer mengukur kelajuan

          Dinamometer mengukur besarnya gaya

          Higrometer mengukur kelembaban udara

          Ohm meter mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

          Volt meter mengukur tegangan listrik

          AVOmeter mengukur kuat arus tegangan dan hambatan listrik

          Barometer mengukur tekanan udara luar

          Hidrometer mengukur berat jenis larutan

          Manometer mengukur tekanan udara tertutup

          Kalorimeter mengukur besarnya kalor jenis zat

          SKALAR dan VEKTOR

          Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan

          menjadi

          a Skalar besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah) Misalnya

          massa waktu energi dsb

          b Vektor besaran yang tergantung pada arah Misalnya kecepatan gaya momentum dsb

          NOTASI VEKTOR

          21 Notasi Geometris

          21a Penamaan sebuah vektor

          dalam cetakan dengan huruf tebal a B d

          dalam tulisan tangan dengan tanda atau diatas huruf a B d

          21b Penggambaran vektor

          vektor digambar dengan anak panah

          B

          a d

          panjang anak panah besar vektor

          arah anak panah arah vektor

          22 Notasi Analitis

          Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar Sebuah vektor a dapat

          dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          7Vektor

          ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

          ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

          Dalam koordinat kartesian

          vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

          yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

          menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

          Sehingga vektor a dapat ditulis

          a = ax i + ay j

          dan besar vektor a adalah

          a = ax 2 + ay

          2

          OPERASI VEKTOR

          31 Operasi penjumlahan

          A

          B

          A + B =

          Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

          Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

          B

          A

          A+B

          Dalam operasi penjumlahan berlaku

          a Hukum komutatif

          B

          A A + B = B + A

          A

          B

          b Hukum Asosiatif

          B (A + B) + C = A + (B + C)

          A

          C

          Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          8Vektor

          A -A

          B

          B - A = B + (-A)

          B

          B-A -A

          Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

          A = Ax i + Ay j + Az k dan

          B = Bx i + By j + Bz k

          maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

          komponennya yang searah

          A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

          A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

          32 Operasi Perkalian

          321 Perkalian vektor dengan skalar

          Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

          vektor

          Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

          B = k A

          Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

          dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

          sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

          322 Perkalian vektor dengan vektor

          a Perkalian dot (titik)

          Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

          P = F v = B A

          Hasil dari perkalian ini berupa skalar

          A

          B

          Bila C adalah skalar maka

          C = A B = A B cos

          atau dalam notasi vektor

          C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

          Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

          b Perkalian cross (silang)

          Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

          F = q v x B dsb

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          9Vektor

          Hasil dari perkalian ini berupa vektor

          Bila C merupakan besar vektor C maka

          C = A x B = A B sin

          atau dalam notasi vektor diperoleh

          A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

          Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

          sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

          k

          j

          i

          i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

          k x j = - I dsb

          Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

          Cara Membaca Skala Jangka Sorong

          bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

          bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

          (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

          Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          808 mm

          11Angka Penting

          Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

          sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

          panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

          hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

          (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

          11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

          mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

          angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

          banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

          dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

          Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

          mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

          satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

          ditaksir

          Ketentuan Angka Penting

          1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

          2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

          Contoh 20067 memiliki lima angka penting

          3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

          penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

          4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

          koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

          3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

          5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

          105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

          dan 0

          Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

          Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

          paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

          Contoh perkalian

          Contoh 1

          34 x 67 = hellip

          Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

          Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

          Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

          12 Percepatan GLB dan GLBB

          Analogi kinematika pada bidang lain

          Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

          disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

          mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

          tersusul dalam selang waktu 5 menit

          Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

          pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

          dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

          negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

          kedua Persoalan tersebut setara

          PERPINDAHAN

          Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

          Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

          Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

          tayangan berikut ini

          Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

          KELAJUAN

          Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

          Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

          tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

          Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

          lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

          kmjam

          v = D t

          KECEPATAN

          Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

          13 Percepatan GLB dan GLBB

          Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

          untuk perpindahan tersebut

          Kecepatan rata-rata

          Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

          berpindah dari X1 ke X2

          Percepatan

          Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

          Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

          kecepatan waktu

          Percepatan rata-rata

          Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

          kecepatan

          Gerak Lurus Beraturan

          Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

          dengan kecepatan konstan

          Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

          FORMULASI GLB

          xt = x0 + vt

          t waktu (berubah)

          x0 posisi awal (tidak berubah)

          v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

          xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

          Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

          Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

          14 Percepatan GLB dan GLBB

          vt = v0 + at

          t waktu (berubah)

          v0 kecepatan awal (tidak berubah)

          a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

          vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

          Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

          15Hukum Newton

          Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

          bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

          bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

          konstan

          Jika = 0 maka v = tetap

          Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

          Kelembaman (Inersia)

          Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

          Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

          bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

          Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

          massanya massanya kecil

          GAYA

          bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

          bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

          adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

          bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

          tersebut adalah yang bekerja nol

          Gaya Normal

          bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

          bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

          bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

          lurus permukaan

          BERAT (Gaya Gravitasi)

          Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

          permukaan bumi

          W=mg W = berat benda

          m = massa benda

          g = percepatan gravitasi

          Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          16Hukum Newton

          Hukum III Newton

          bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

          sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

          gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

          bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

          F aksi = -F reaksi

          bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

          normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

          gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

          Kesimpulan

          bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

          sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

          bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

          Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

          bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

          dimulai

          bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

          Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

          diterapkan

          bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

          istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

          momentum daya impuls energy tumbukan dll

          Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          17Hukum Newton

          Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          Keseimbangan Partikel

          Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

          bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

          Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

          Momen Gaya

          Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

          Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

          sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

          Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

          gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

          Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

          gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

          Titik Berat Benda

          Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

          a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

          b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

          c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

          Sifat - sifat

          1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

          beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

          2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

          3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

          maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

          Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

          maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

          = resultan gaya di sumbu x

          = resultan gaya di sumbu y

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          = jumlah momen gaya

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

          konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          a = v2r

          yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

          Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

          benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

          tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

          centripetal

          Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

          pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

          tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

          T

          w

          T

          w

          Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

          (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

          Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

          memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

          benda bergerak

          Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

          1 Hukum kekekalan momentum rotasi

          2 Hukum kekekalan energy

          Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

          dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

          1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

          dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

          rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

          kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

          Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

          panjang busur s dimana

          s = r

          atau = sr

          dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

          Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

          - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

          2 - 1

          t2 - t1 t

          kecepatan sudut sesaat adalah

          = lim t = ddt

          t0

          Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

          Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

          t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

          2 - 1

          t2 - t1 t

          dan percepatan sudut sesaatnya adalah

          = lim t = ddt

          t0

          Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

          kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

          karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

          Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

          dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

          bila diperlambat

          2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

          Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

          yang sudah diperoleh pada gerak translasi

          (1) = o + t

          (2) = o + 12 ( + o )t

          (3) = o + ot + 12 t2

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

          3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

          PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

          Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

          jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

          s = r

          bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

          dsdt = ddt r

          Kecepatan linear partikel v = r

          bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

          dvdt = ddt r

          Percepatan tangensial partkel at = r

          Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

          centripetal (radial)

          ar = v2r

          ar = 2r

          Percepatan total partikel a = ar2+ at

          2

          5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

          Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

          didefinisikan = r x F

          Besarnya torsi

          = r F sin

          rumusan ini dapat diubah menjadi

          = r (F sin) = r F

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          atau = F (r sin) = F r

          dimana F adalah

          komponen F yang tegak lurus r dan

          r adalah

          komponen r yang tegak lurus F

          6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

          Momentum sudut pada sebuah partikel

          didefinisikan l = r x p

          dengan p = mv

          Besarnya momentum sudut

          l = r p sin

          rumusan ini dapat diubah menjadi

          l = r (p sin) = r p

          atau l = p (r sin) = p r

          dimana p adalah

          komponen p yang tegak lurus r dan

          r adalah

          komponen r yang tegak lurus p

          Dari definisi momentum sudut l = r x p

          bila dideferensialkan doperoleh

          dldt = d (r x p)dt

          dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

          dldt = (r x F) + (v x mv)

          diperoleh

          dldt =

          dpdt = F

          ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

          bekerja pada partikel tersebutrdquo

          7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

          Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

          sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

          benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

          tersebut adalah

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          26

          I = r2 dm

          Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          K = 12 m1v12 + 12 m2v2

          2 + + 12 mnvn2

          karena v = r maka

          K = 12 m12r12 + 12 m22r2

          2 + + 12 mn2rn2

          K = 12 ( m1r12 ) 2

          Energi kinetik rotasi benda

          K = 12 I 2 K = 12 mv2

          dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

          tersebut Momen inersia ini tergantung pada

          a distribusibentuk massabenda tersebut

          b sumbu rotasi

          Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

          dm

          r

          Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

          bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

          menjadi

          I = Ipm + Mh2

          dimana

          Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

          M adalah massa total benda

          8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

          salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

          adalah

          = r x F

          Arah torsi searah dengan sumbu z

          Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

          ditempuh partikel ds dimana

          ds = r d

          Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

          dW = F ds

          dW = F cos ds

          dW = (F cos ) (r d)

          dW = d

          dW = F ds

          Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

          dWdt = ddt

          P =

          P = F v

          Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

          usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

          dWdt = dKdt

          dWdt = d(12 I 2)dt

          = 12 I d2dt

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          = I ddt

          = I

          = I

          F = m a

          9 MENGGELINDING

          Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

          dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

          Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

          sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

          dinyatakan

          vpm = R

          apm = R

          Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

          kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

          sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

          menggelinding

          Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

          K = 12 IP 2

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

          = 12 ( Ipm + MR2) 2

          = 12 Ipm2 + 12 MR22

          K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

          Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

          sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

          murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

          sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

          31Pemuaian

          Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

          terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

          dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

          bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

          volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

          tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

          fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

          hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

          inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

          inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

          atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

          mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

          makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

          yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

          selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

          dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

          FENOMENA FLUIDA

          Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

          dalam air

          Mengapa balon gas bisa naik ke atas

          Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

          tenggelam

          Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

          Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

          32Pemuaian

          TEKANAN HIDROSTATIS

          Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

          Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

          zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

          massa jenis zat cair ( r )

          dalam bejana

          HUKUM PASCAL

          Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

          P1 = P2

          F1A1 = F2A2

          HUKUM ARCHIMEDES

          Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

          Tiga keadaan benda di dalam zat cair

          a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

          b melayang W = Fa THORN rb = rz

          c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

          W = berat benda

          Fa = gaya ke atas = rz V g

          rb = massa jenis benda

          rz = massa jenis fluida

          V = volume benda

          V = volume benda yang berada dalam fluida

          Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

          Wz = W - Fa

          Wz = berat benda di dalam zat cair

          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

          Ph = r g h

          Pt = Po + Ph

          F = P h A = r g V

          r = massa jenis zat cair

          h = tinggi zat cair dari permukaan

          g = percepatan gravitasi

          Pt = tekanan total

          Po = tekanan udara luar

          33Pemuaian

          TEGANGAN PERMUKAAN

          Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

          zat cair persatuan panjang(l)

          g = F 2l

          KAPILARITAS

          Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

          dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

          y = 2 g cos q r g r

          y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

          g = tegangan permukaan (Nm)

          q = sudut kontak (derajat)

          p = massa jenis zat cair (kg m3)

          g = percepatan gravitas (m det2)

          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

          34Suhu

          Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

          adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

          Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

          es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

          tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

          35Pemuaian

          Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

          ΔL=Lo ΔT

          = koefisien muai panjang

          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

          Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

          ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

          Pemuaian volume

          ΔV=Vo ΔT

          Vo= volume benda mula-mula (cm3)

          = koefisien muai volume

          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

          PEMUAIAN ZAT CAIR

          Vt = VO ( 1 + Δ t )

          Keterangan

          = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

          PEMUAIAN GAS

          Vt = VO ( 1 + Δ t )

          Keterangan

          = koef Muai volume gas = 1273

          T = suhu harus dlm Kelvin

          Maka formula dapat dalam bentuk

          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

          36

          ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

          1 terdiri dari molekul-molekul

          2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

          agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

          3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

          molekul gas tersebut

          4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

          5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

          bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

          6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

          tumbukannya dianggap lenting sempurna

          7 berlaku hukum newton tentang gerak

          PROSES ISOTHERMAL

          Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

          DIMANA P adalah tekanan gas

          V adalah volume gas

          PROSES ISOVOLUME

          Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

          temperaturnya dalam Kelvin

          DIMANA P adalah tekanan gas

          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

          PROSES ISOBARIS

          Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

          DIMANA V adalah volume gas

          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

          HUKUM AVOGADRO

          setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

          sama pula

          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          37

          DIMANA P adalah tekanan gas

          V adalah volume gas

          N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

          k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          38Hukum Termodinamika

          Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

          keadaan awalnya

          Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

          (1986-1832)

          HUKUM TERMODINAMIKA

          01 cp - cv = R

          cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

          cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

          02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

          a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

          b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

          = konstanta Laplace

          03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

          04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

          05 HUKUM I TERMODINAMIKA

          Q = U + W

          Q = kalor yang masukkeluar sistem

          U = perubahan energi dalam

          W = Usaha luar

          PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

          1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

          Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

          ( lihat gambar )

          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          39Hukum Termodinamika

          sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

          Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

          Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

          Pemanasan Pendinginan

          W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

          2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

          Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

          Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

          Pemanasan Pendinginan

          V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

          Q = U2 - U1

          Q = U

          U = m cv ( T2 - T1 )

          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          40Hukum Termodinamika

          3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

          Selama proses suhunya konstan

          ( lihat gambar )

          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

          Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

          P1 V2 = P2 V2

          Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

          Pemanasan Pendinginan

          T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

          ln x =2303 log x

          4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

          Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

          ( lihat gambar )

          Sebelum proses Selamaakhir proses

          oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          41Hukum Termodinamika

          Pengembangan Pemampatan

          Q = 0 ------agrave O = U + W

          U2 -U1 = - W

          T1V1g-1

          = T2V2g-1

          W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

          - V1g-1

          )

          P1V1g = P2V2g

          06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

          Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

          T = suhu

          η = efisiensi

          P = tekanan

          V = volume

          W = usaha

          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

          Gerak Gelombang

          Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

          bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

          secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

          dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

          gelombang dari 380 sampai 800 nm

          Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

          dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

          dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

          berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

          Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

          dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

          melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

          (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

          E = h fatau

          E = h cλ

          Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

          Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

          Efek Doppler

          Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

          maksimum tertentu

          Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

          terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

          Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

          setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

          gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

          gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

          maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

          Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

          adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

          titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

          dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

          y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

          y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

          Keterangan

          a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

          b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

          sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

          dari ujung terikat adalah sebagai berikut

          y = y1+ y2

          =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

          Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

          sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

          Menjadi

          y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

          y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

          Rumus interferensi

          y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

          Keterangan

          A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

          k = 2πλ

          ω = 2πT (rads)

          l = panjang tali (m)

          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

          Efek Doppler

          x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

          λ = panjang gelombang (m)

          t = waktu sesaat (s)

          Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

          Ap = 2 A sin kx

          Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

          gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

          Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

          amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

          tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

          Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

          S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

          =n (12 λ)dengan n=0123hellip

          Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

          P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

          =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

          Superposisi gelombang

          Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

          akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

          simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

          sebuah gelombang baru

          Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

          y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

          Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

          Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

          y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

          Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

          Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

          Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

          y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

          Efek Doppler

          y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

          y = y1 + y2

          = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

          y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

          Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

          y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

          Dengan

          As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

          bebas

          Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

          sebagai berikut

          Ap maksimum saat cos〖(2π

          x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

          x= (2n) 14 λdengan n = 0123

          helliphellip

          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

          Ap minimum saat cos〖(2π

          x)( λ)〗=0 sehingga

          x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

          helliphellip

          Gelombang stasioner pada ujung terikat

          Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

          y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

          y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

          Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

          y = y1 + y2

          y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

          Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

          sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

          Efek Doppler

          Persamaan gelombang superposisinya menjadi

          y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

          Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

          As = 2A sin2π(xλ)

          Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

          karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

          Ap=2 A sin 2πλ x

          Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

          x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

          yang dapat ditulis sebagai berikut

          Ap=2 A sin(2πλ) x

          Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

          x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

          Efek Doppler

          Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

          membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

          tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

          kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

          hilang)

          Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

          ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

          bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

          ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

          sumber

          Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

          yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

          dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

          frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

          Jadi

          1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

          pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

          2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

          maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

          3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

          VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

          fs

          Hal ini disebabkan

          1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

          2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

          1 1

          s p

          Efek Doppler

          Dari kedua kesimpulan diatas maka

          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

          Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

          Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

          sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

          vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

          sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

          vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

          sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

          Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

          ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

          gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

          cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

          frekuensi

          Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

          bentuk

          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

          ps

          s p

          ff

          v v v v

          p

          p ss

          v vf f

          v v

          pp s

          s

          v vf f

          v v

          Efek Doppler

          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

          VP= Kec pendengar ( ms )

          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

          1 Optika Geometri

          a Hukum Pemantulan Snellius

          Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

          bidang datar

          Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

          b Cermin Datar

          Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

          Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

          n = jumlah bayangan yang terlihat

          = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

          c Cermin Cekung (Cermin Positif)

          Ketentuan

          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

          Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

          dan nomor ruang bayangan selalu = 5

          d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

          Catatan

          Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

          cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

          sebagai berikut

          e Pembiasan (Refraksi)

          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

          i = sudut datang

          r = sudut bias

          n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

          V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

          nud = indeks bias udara = 1

          2 Optika Fisik

          a Sudut Dispersi

          Q = Du - Dm

          Q = sudut disperse

          Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

          b Celah Ganda (Percobaan Young)

          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

          = panjang gelombang cahaya

          d = jarak antar celah

          p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

          L = jarak celah ke layar

          k = 123 hellip dst

          c Celah Tunggal

          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

          = sudut deviasi

          d Difraksi Kisi

          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

          e Selaput Tipis

          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

          n = indeks bias selaput tipis

          d = tebal selaput tipis

          r = sudut bias

          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

          f Polarisasi

          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

          vektor medan magnet saling tegak lurus

          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

          tongkat penggembala

          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

          Hanya dipengaruhi oleh

          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

          A Relativitas

          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

          koordinat

          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

          batang

          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

          V = kecepatan pengamat

          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

          U = kecepatan pengamat

          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

          mo = massa partikel dalam keadaan diam

          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

          E = m C2

          E = energi yang timbul

          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

          B Teori Kuantum

          E = h f

          E = kuantum energi dalam joule

          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

          fo = frekuensi batas (Hz)

          me= massa elektron (kg)

          Vo = kecepatan elektron

          hf = W + Ek

          hf = energi foton yang datang

          W = energi pelepasan elektron

          Ek = energi kinetik electron

          ATOM BOHR

          1048708 Postulat Bohr

          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

          dipancarkan mempunyai energi

          GELOMBANG DE BROGLIE

          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

          1048708 Panjang gelombang foton

          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

          oleh Davisson amp Germer

          = panjang gelombang de Broglie

          = konstanta Planck

          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

          = massa partikel

          = kecepatan partikel

          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

          = momentum foton

          = konstanta Planck

          = kecepatan cahaya (foton)

          = panjang gelombang cahaya (foton)

          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

          = panjang gelombang foton mula-mula

          = konstanta Planck

          = sudut penyimpangan foton

          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

          kecepatan elektron yang diemisikan

          E = Energi

          h = tetapan Planck

          f = frekwensi

          c = kecepatan cahaya

          v = kecepatan

          a = energi ambang

          m = massa λ = panjang gelombang

          p = momentum

          p=momentum Ek = Energi kinetik

          Hypotesa de Broglie

          Hamburan Compton

          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

          Catatan penting

          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

          Massa 1e = 9110-31 kg

          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

          Energi Nuklir

          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

          diperhitungkan

          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

          masalah kelangkaan energi

          Fisi Nuklir

          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

          yaitu reaksi fisi nuklir

          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

          Energi Nuklir

          Reaksi fisi uranium seperti di atas

          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

          Energi Nuklir

          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

          Reaktor Nuklir

          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

          batang kendali dan perisai beton

          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

          Energi Nuklir

          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

          reaktor

          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

          diizinkan

          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

          Energi Nuklir

          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

          reaktor

          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

          air bertekanan

          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

          Listrik Dinamis

          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

          Hukum Ohm

          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

          saluran Orang yang pertama kali meneliti

          hubungan antara arus listrik tegangan dan

          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

          Listrik Dinamis

          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

          pada rangkaian yang

          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

          Hambatan Kawat Penghantar

          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

          Listrik Dinamis

          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

          ditulis

          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

          Listrik Dinamis

          Hukum Kirchoff

          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

          arus listrik

          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

          Maka diperoleh persamaan

          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

          I masuk = I keluar

          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

          Rangkaian Seri

          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

          VAC = IR1 + IR2

          I R1 = I(R1 + R2)

          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

          mati (putus) lampu yang lain padam

          Rangkaian Paralel

          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

          diperoleh persamaan

          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

          yang lain tetap menyala

          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

          1 Rangkaian Resistor Seri

          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

          satu resistor pengganti yaitu Rs

          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

          dengan n banyaknya R yang disusun

          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

          2 Rangkaian Resistor Paralel

          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

          dirumuskan

          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

          Rp = R n

          dengan n banyaknya R yang disusun

          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

          Listrik Statis

          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

          satu obyek ke obyek yang lain

          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

          Rangkaian Majemuk

          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

          turun

          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

          arah arus yang melaluinya

          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

          beda potensial yang tadinya belum dipakai

          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

          Usaha dan Energi Listrik

          Usaha Listrik

          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

          muatan itu

          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

          perubahan EPL muatan sebesar q V

          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

          positif

          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

          t

          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

          muatan-muatan positif dan negatif di awan

          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

          Kapasitansi

          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

          rumus dapat ditulis

          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

          V = besar tegangan dalam V (volt)

          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

          disederhanakan

          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

          paralel

          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

          Rangkaian kapasitor

          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

          Rangkaian R

          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

          Rangkaian C

          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

          (iC) sebesar = -90deg

          Rangkaian L

          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

          =+90deg

          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

          menurut hubungan

          di sini T dalam detik

          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

          sama

          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

          resistor R ialah I2R

          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

          dalam hal resistor murni V = I R

          dalam hal inductor murni V = I XL

          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

          henry dan f dalam hertz

          dalam kapasitor murni V = I XC

          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

          Medan Magnet

          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

          Arah Kuat Medan Magnet

          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

          ini

          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

          1 Induksi Magnetik

          Hukum Biot-Savart

          Yang mana

          B = induksi magnetic (weberm2)

          i = kuat arus listrik (ampere)

          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

          k = = 10-7 weberampmeter

          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

          5 Gaya Lorentz

          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

          (GGL induksi)

          Efisiensi trafo ( )

          ps = daya sekunder (watt)

          pp = daya primer (watt)

          Np = jumlah lilitan primer

          Ns = jumlah lilitan sekunder

          Vp = tegangan primer (volt)

          Vs = tegangan sekunder (volt)

          untuk trafo ideal

          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

          Dasar alat semikonduktor

          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

          praktikal

          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

          listriknya

          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

          komponen-komponen lainnya

          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

          berukuran relatif kecil

          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

          IC Yunior Rahmawan Usop2010

          IC (Integrated Circuit)

          • Superposisi gelombang
          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                  • Hukum Ohm
                  • Hambatan Kawat Penghantar
                  • Hukum Kirchoff
                  • Dasar alat semikonduktor

            6Vektor

            Alat Ukur Besaran Turunan

            Speedometer mengukur kelajuan

            Dinamometer mengukur besarnya gaya

            Higrometer mengukur kelembaban udara

            Ohm meter mengukur tahanan ( hambatan ) listrik

            Volt meter mengukur tegangan listrik

            AVOmeter mengukur kuat arus tegangan dan hambatan listrik

            Barometer mengukur tekanan udara luar

            Hidrometer mengukur berat jenis larutan

            Manometer mengukur tekanan udara tertutup

            Kalorimeter mengukur besarnya kalor jenis zat

            SKALAR dan VEKTOR

            Besaran-besaran Fisika ditinjau dari pengaruh arah terhadap besaran tersebut dapat dikelompokkan

            menjadi

            a Skalar besaran yang cukup dinyatakan besarnya saja (tidak ter-gantung pada arah) Misalnya

            massa waktu energi dsb

            b Vektor besaran yang tergantung pada arah Misalnya kecepatan gaya momentum dsb

            NOTASI VEKTOR

            21 Notasi Geometris

            21a Penamaan sebuah vektor

            dalam cetakan dengan huruf tebal a B d

            dalam tulisan tangan dengan tanda atau diatas huruf a B d

            21b Penggambaran vektor

            vektor digambar dengan anak panah

            B

            a d

            panjang anak panah besar vektor

            arah anak panah arah vektor

            22 Notasi Analitis

            Notasi analitis digunakan untuk menganalisa vektor tanpa menggunakan gambar Sebuah vektor a dapat

            dinyatakan dalam komponen-komponennya sebagai berikut

            Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

            7Vektor

            ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

            ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

            Dalam koordinat kartesian

            vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

            yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

            menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

            Sehingga vektor a dapat ditulis

            a = ax i + ay j

            dan besar vektor a adalah

            a = ax 2 + ay

            2

            OPERASI VEKTOR

            31 Operasi penjumlahan

            A

            B

            A + B =

            Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

            Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

            B

            A

            A+B

            Dalam operasi penjumlahan berlaku

            a Hukum komutatif

            B

            A A + B = B + A

            A

            B

            b Hukum Asosiatif

            B (A + B) + C = A + (B + C)

            A

            C

            Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

            Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

            8Vektor

            A -A

            B

            B - A = B + (-A)

            B

            B-A -A

            Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

            A = Ax i + Ay j + Az k dan

            B = Bx i + By j + Bz k

            maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

            komponennya yang searah

            A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

            A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

            32 Operasi Perkalian

            321 Perkalian vektor dengan skalar

            Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

            vektor

            Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

            B = k A

            Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

            dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

            sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

            322 Perkalian vektor dengan vektor

            a Perkalian dot (titik)

            Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

            P = F v = B A

            Hasil dari perkalian ini berupa skalar

            A

            B

            Bila C adalah skalar maka

            C = A B = A B cos

            atau dalam notasi vektor

            C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

            Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

            b Perkalian cross (silang)

            Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

            F = q v x B dsb

            Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

            9Vektor

            Hasil dari perkalian ini berupa vektor

            Bila C merupakan besar vektor C maka

            C = A x B = A B sin

            atau dalam notasi vektor diperoleh

            A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

            Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

            sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

            k

            j

            i

            i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

            k x j = - I dsb

            Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

            Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

            10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

            Cara Membaca Skala Jangka Sorong

            bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

            bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

            (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

            Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

            Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

            808 mm

            11Angka Penting

            Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

            sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

            panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

            hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

            (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

            11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

            mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

            angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

            banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

            dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

            Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

            mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

            satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

            ditaksir

            Ketentuan Angka Penting

            1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

            2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

            Contoh 20067 memiliki lima angka penting

            3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

            penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

            4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

            koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

            3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

            5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

            105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

            dan 0

            Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

            Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

            paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

            Contoh perkalian

            Contoh 1

            34 x 67 = hellip

            Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

            Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

            Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

            12 Percepatan GLB dan GLBB

            Analogi kinematika pada bidang lain

            Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

            disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

            mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

            tersusul dalam selang waktu 5 menit

            Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

            pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

            dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

            negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

            kedua Persoalan tersebut setara

            PERPINDAHAN

            Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

            Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

            Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

            tayangan berikut ini

            Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

            KELAJUAN

            Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

            Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

            tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

            Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

            lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

            kmjam

            v = D t

            KECEPATAN

            Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

            13 Percepatan GLB dan GLBB

            Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

            untuk perpindahan tersebut

            Kecepatan rata-rata

            Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

            berpindah dari X1 ke X2

            Percepatan

            Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

            Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

            kecepatan waktu

            Percepatan rata-rata

            Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

            kecepatan

            Gerak Lurus Beraturan

            Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

            dengan kecepatan konstan

            Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

            FORMULASI GLB

            xt = x0 + vt

            t waktu (berubah)

            x0 posisi awal (tidak berubah)

            v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

            xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

            Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

            Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

            14 Percepatan GLB dan GLBB

            vt = v0 + at

            t waktu (berubah)

            v0 kecepatan awal (tidak berubah)

            a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

            vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

            Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

            15Hukum Newton

            Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

            bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

            bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

            konstan

            Jika = 0 maka v = tetap

            Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

            Kelembaman (Inersia)

            Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

            Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

            bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

            Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

            massanya massanya kecil

            GAYA

            bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

            bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

            adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

            bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

            tersebut adalah yang bekerja nol

            Gaya Normal

            bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

            bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

            bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

            lurus permukaan

            BERAT (Gaya Gravitasi)

            Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

            permukaan bumi

            W=mg W = berat benda

            m = massa benda

            g = percepatan gravitasi

            Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            16Hukum Newton

            Hukum III Newton

            bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

            sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

            gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

            bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

            F aksi = -F reaksi

            bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

            normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

            gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

            Kesimpulan

            bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

            sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

            bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

            Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

            bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

            dimulai

            bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

            Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

            diterapkan

            bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

            istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

            momentum daya impuls energy tumbukan dll

            Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            17Hukum Newton

            Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            Keseimbangan Partikel

            Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

            bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

            Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

            Momen Gaya

            Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

            Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

            sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

            Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

            gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

            Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

            gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

            Titik Berat Benda

            Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

            a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

            b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

            c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

            Sifat - sifat

            1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

            beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

            2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

            3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

            maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

            Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

            maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

            = resultan gaya di sumbu x

            = resultan gaya di sumbu y

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            = jumlah momen gaya

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

            konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            a = v2r

            yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

            Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

            benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

            tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

            centripetal

            Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

            pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

            tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

            T

            w

            T

            w

            Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

            (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

            Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

            memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

            benda bergerak

            Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

            1 Hukum kekekalan momentum rotasi

            2 Hukum kekekalan energy

            Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

            dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

            1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

            dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

            rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

            kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

            Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

            panjang busur s dimana

            s = r

            atau = sr

            dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

            Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

            - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

            2 - 1

            t2 - t1 t

            kecepatan sudut sesaat adalah

            = lim t = ddt

            t0

            Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

            Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

            t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

            2 - 1

            t2 - t1 t

            dan percepatan sudut sesaatnya adalah

            = lim t = ddt

            t0

            Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

            kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

            karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

            Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

            dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

            bila diperlambat

            2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

            Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

            yang sudah diperoleh pada gerak translasi

            (1) = o + t

            (2) = o + 12 ( + o )t

            (3) = o + ot + 12 t2

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

            3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

            PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

            Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

            jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

            s = r

            bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

            dsdt = ddt r

            Kecepatan linear partikel v = r

            bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

            dvdt = ddt r

            Percepatan tangensial partkel at = r

            Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

            centripetal (radial)

            ar = v2r

            ar = 2r

            Percepatan total partikel a = ar2+ at

            2

            5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

            Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

            didefinisikan = r x F

            Besarnya torsi

            = r F sin

            rumusan ini dapat diubah menjadi

            = r (F sin) = r F

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            atau = F (r sin) = F r

            dimana F adalah

            komponen F yang tegak lurus r dan

            r adalah

            komponen r yang tegak lurus F

            6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

            Momentum sudut pada sebuah partikel

            didefinisikan l = r x p

            dengan p = mv

            Besarnya momentum sudut

            l = r p sin

            rumusan ini dapat diubah menjadi

            l = r (p sin) = r p

            atau l = p (r sin) = p r

            dimana p adalah

            komponen p yang tegak lurus r dan

            r adalah

            komponen r yang tegak lurus p

            Dari definisi momentum sudut l = r x p

            bila dideferensialkan doperoleh

            dldt = d (r x p)dt

            dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

            dldt = (r x F) + (v x mv)

            diperoleh

            dldt =

            dpdt = F

            ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

            bekerja pada partikel tersebutrdquo

            7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

            Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

            sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

            benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

            tersebut adalah

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            26

            I = r2 dm

            Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            K = 12 m1v12 + 12 m2v2

            2 + + 12 mnvn2

            karena v = r maka

            K = 12 m12r12 + 12 m22r2

            2 + + 12 mn2rn2

            K = 12 ( m1r12 ) 2

            Energi kinetik rotasi benda

            K = 12 I 2 K = 12 mv2

            dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

            tersebut Momen inersia ini tergantung pada

            a distribusibentuk massabenda tersebut

            b sumbu rotasi

            Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

            dm

            r

            Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

            bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

            menjadi

            I = Ipm + Mh2

            dimana

            Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

            M adalah massa total benda

            8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

            salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

            adalah

            = r x F

            Arah torsi searah dengan sumbu z

            Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

            ditempuh partikel ds dimana

            ds = r d

            Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

            dW = F ds

            dW = F cos ds

            dW = (F cos ) (r d)

            dW = d

            dW = F ds

            Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

            dWdt = ddt

            P =

            P = F v

            Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

            usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

            dWdt = dKdt

            dWdt = d(12 I 2)dt

            = 12 I d2dt

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            = I ddt

            = I

            = I

            F = m a

            9 MENGGELINDING

            Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

            dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

            Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

            sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

            dinyatakan

            vpm = R

            apm = R

            Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

            kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

            sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

            menggelinding

            Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

            K = 12 IP 2

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

            = 12 ( Ipm + MR2) 2

            = 12 Ipm2 + 12 MR22

            K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

            Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

            sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

            murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

            sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

            31Pemuaian

            Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

            terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

            dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

            bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

            volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

            tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

            fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

            hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

            inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

            inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

            atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

            mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

            makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

            yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

            selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

            dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

            FENOMENA FLUIDA

            Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

            dalam air

            Mengapa balon gas bisa naik ke atas

            Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

            tenggelam

            Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

            Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

            32Pemuaian

            TEKANAN HIDROSTATIS

            Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

            Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

            zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

            massa jenis zat cair ( r )

            dalam bejana

            HUKUM PASCAL

            Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

            P1 = P2

            F1A1 = F2A2

            HUKUM ARCHIMEDES

            Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

            Tiga keadaan benda di dalam zat cair

            a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

            b melayang W = Fa THORN rb = rz

            c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

            W = berat benda

            Fa = gaya ke atas = rz V g

            rb = massa jenis benda

            rz = massa jenis fluida

            V = volume benda

            V = volume benda yang berada dalam fluida

            Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

            Wz = W - Fa

            Wz = berat benda di dalam zat cair

            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

            Ph = r g h

            Pt = Po + Ph

            F = P h A = r g V

            r = massa jenis zat cair

            h = tinggi zat cair dari permukaan

            g = percepatan gravitasi

            Pt = tekanan total

            Po = tekanan udara luar

            33Pemuaian

            TEGANGAN PERMUKAAN

            Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

            zat cair persatuan panjang(l)

            g = F 2l

            KAPILARITAS

            Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

            dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

            y = 2 g cos q r g r

            y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

            g = tegangan permukaan (Nm)

            q = sudut kontak (derajat)

            p = massa jenis zat cair (kg m3)

            g = percepatan gravitas (m det2)

            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

            34Suhu

            Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

            adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

            Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

            es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

            tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

            35Pemuaian

            Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

            ΔL=Lo ΔT

            = koefisien muai panjang

            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

            Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

            ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

            Pemuaian volume

            ΔV=Vo ΔT

            Vo= volume benda mula-mula (cm3)

            = koefisien muai volume

            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

            PEMUAIAN ZAT CAIR

            Vt = VO ( 1 + Δ t )

            Keterangan

            = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

            PEMUAIAN GAS

            Vt = VO ( 1 + Δ t )

            Keterangan

            = koef Muai volume gas = 1273

            T = suhu harus dlm Kelvin

            Maka formula dapat dalam bentuk

            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

            36

            ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

            1 terdiri dari molekul-molekul

            2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

            agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

            3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

            molekul gas tersebut

            4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

            5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

            bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

            6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

            tumbukannya dianggap lenting sempurna

            7 berlaku hukum newton tentang gerak

            PROSES ISOTHERMAL

            Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

            DIMANA P adalah tekanan gas

            V adalah volume gas

            PROSES ISOVOLUME

            Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

            temperaturnya dalam Kelvin

            DIMANA P adalah tekanan gas

            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

            PROSES ISOBARIS

            Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

            DIMANA V adalah volume gas

            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

            HUKUM AVOGADRO

            setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

            sama pula

            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            37

            DIMANA P adalah tekanan gas

            V adalah volume gas

            N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

            k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            38Hukum Termodinamika

            Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

            keadaan awalnya

            Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

            (1986-1832)

            HUKUM TERMODINAMIKA

            01 cp - cv = R

            cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

            cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

            02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

            a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

            b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

            = konstanta Laplace

            03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

            04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

            05 HUKUM I TERMODINAMIKA

            Q = U + W

            Q = kalor yang masukkeluar sistem

            U = perubahan energi dalam

            W = Usaha luar

            PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

            1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

            Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

            ( lihat gambar )

            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            39Hukum Termodinamika

            sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

            Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

            Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

            Pemanasan Pendinginan

            W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

            2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

            Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

            Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

            Pemanasan Pendinginan

            V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

            Q = U2 - U1

            Q = U

            U = m cv ( T2 - T1 )

            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            40Hukum Termodinamika

            3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

            Selama proses suhunya konstan

            ( lihat gambar )

            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

            Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

            P1 V2 = P2 V2

            Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

            Pemanasan Pendinginan

            T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

            ln x =2303 log x

            4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

            Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

            ( lihat gambar )

            Sebelum proses Selamaakhir proses

            oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            41Hukum Termodinamika

            Pengembangan Pemampatan

            Q = 0 ------agrave O = U + W

            U2 -U1 = - W

            T1V1g-1

            = T2V2g-1

            W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

            - V1g-1

            )

            P1V1g = P2V2g

            06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

            Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

            T = suhu

            η = efisiensi

            P = tekanan

            V = volume

            W = usaha

            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

            Gerak Gelombang

            Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

            bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

            secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

            dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

            gelombang dari 380 sampai 800 nm

            Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

            dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

            dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

            berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

            Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

            dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

            melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

            (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

            E = h fatau

            E = h cλ

            Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

            Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

            Efek Doppler

            Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

            maksimum tertentu

            Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

            terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

            Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

            setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

            gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

            gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

            maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

            Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

            adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

            titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

            dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

            y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

            y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

            Keterangan

            a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

            b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

            sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

            dari ujung terikat adalah sebagai berikut

            y = y1+ y2

            =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

            Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

            sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

            Menjadi

            y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

            y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

            Rumus interferensi

            y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

            Keterangan

            A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

            k = 2πλ

            ω = 2πT (rads)

            l = panjang tali (m)

            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

            Efek Doppler

            x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

            λ = panjang gelombang (m)

            t = waktu sesaat (s)

            Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

            Ap = 2 A sin kx

            Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

            gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

            Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

            amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

            tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

            Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

            S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

            =n (12 λ)dengan n=0123hellip

            Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

            P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

            =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

            Superposisi gelombang

            Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

            akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

            simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

            sebuah gelombang baru

            Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

            y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

            Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

            Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

            y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

            Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

            Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

            Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

            y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

            Efek Doppler

            y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

            y = y1 + y2

            = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

            y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

            Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

            y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

            Dengan

            As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

            bebas

            Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

            sebagai berikut

            Ap maksimum saat cos〖(2π

            x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

            x= (2n) 14 λdengan n = 0123

            helliphellip

            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

            Ap minimum saat cos〖(2π

            x)( λ)〗=0 sehingga

            x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

            helliphellip

            Gelombang stasioner pada ujung terikat

            Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

            y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

            y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

            Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

            y = y1 + y2

            y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

            Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

            sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

            Efek Doppler

            Persamaan gelombang superposisinya menjadi

            y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

            Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

            As = 2A sin2π(xλ)

            Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

            karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

            Ap=2 A sin 2πλ x

            Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

            x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

            yang dapat ditulis sebagai berikut

            Ap=2 A sin(2πλ) x

            Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

            x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

            Efek Doppler

            Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

            membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

            tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

            kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

            hilang)

            Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

            ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

            bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

            ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

            sumber

            Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

            yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

            dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

            frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

            Jadi

            1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

            pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

            2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

            maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

            3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

            VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

            fs

            Hal ini disebabkan

            1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

            2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

            1 1

            s p

            Efek Doppler

            Dari kedua kesimpulan diatas maka

            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

            Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

            Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

            sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

            vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

            sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

            vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

            sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

            Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

            ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

            gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

            cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

            frekuensi

            Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

            bentuk

            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

            ps

            s p

            ff

            v v v v

            p

            p ss

            v vf f

            v v

            pp s

            s

            v vf f

            v v

            Efek Doppler

            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

            VP= Kec pendengar ( ms )

            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

            1 Optika Geometri

            a Hukum Pemantulan Snellius

            Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

            bidang datar

            Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

            b Cermin Datar

            Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

            Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

            n = jumlah bayangan yang terlihat

            = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

            c Cermin Cekung (Cermin Positif)

            Ketentuan

            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

            Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

            dan nomor ruang bayangan selalu = 5

            d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

            Catatan

            Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

            cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

            sebagai berikut

            e Pembiasan (Refraksi)

            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

            i = sudut datang

            r = sudut bias

            n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

            V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

            nud = indeks bias udara = 1

            2 Optika Fisik

            a Sudut Dispersi

            Q = Du - Dm

            Q = sudut disperse

            Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

            b Celah Ganda (Percobaan Young)

            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

            = panjang gelombang cahaya

            d = jarak antar celah

            p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

            L = jarak celah ke layar

            k = 123 hellip dst

            c Celah Tunggal

            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

            = sudut deviasi

            d Difraksi Kisi

            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

            e Selaput Tipis

            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

            n = indeks bias selaput tipis

            d = tebal selaput tipis

            r = sudut bias

            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

            f Polarisasi

            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

            vektor medan magnet saling tegak lurus

            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

            tongkat penggembala

            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

            Hanya dipengaruhi oleh

            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

            A Relativitas

            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

            koordinat

            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

            batang

            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

            V = kecepatan pengamat

            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

            U = kecepatan pengamat

            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

            mo = massa partikel dalam keadaan diam

            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

            E = m C2

            E = energi yang timbul

            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

            B Teori Kuantum

            E = h f

            E = kuantum energi dalam joule

            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

            fo = frekuensi batas (Hz)

            me= massa elektron (kg)

            Vo = kecepatan elektron

            hf = W + Ek

            hf = energi foton yang datang

            W = energi pelepasan elektron

            Ek = energi kinetik electron

            ATOM BOHR

            1048708 Postulat Bohr

            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

            dipancarkan mempunyai energi

            GELOMBANG DE BROGLIE

            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

            1048708 Panjang gelombang foton

            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

            oleh Davisson amp Germer

            = panjang gelombang de Broglie

            = konstanta Planck

            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

            = massa partikel

            = kecepatan partikel

            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

            = momentum foton

            = konstanta Planck

            = kecepatan cahaya (foton)

            = panjang gelombang cahaya (foton)

            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

            = panjang gelombang foton mula-mula

            = konstanta Planck

            = sudut penyimpangan foton

            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

            kecepatan elektron yang diemisikan

            E = Energi

            h = tetapan Planck

            f = frekwensi

            c = kecepatan cahaya

            v = kecepatan

            a = energi ambang

            m = massa λ = panjang gelombang

            p = momentum

            p=momentum Ek = Energi kinetik

            Hypotesa de Broglie

            Hamburan Compton

            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

            Catatan penting

            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

            Massa 1e = 9110-31 kg

            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

            Energi Nuklir

            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

            diperhitungkan

            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

            masalah kelangkaan energi

            Fisi Nuklir

            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

            yaitu reaksi fisi nuklir

            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

            Energi Nuklir

            Reaksi fisi uranium seperti di atas

            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

            Energi Nuklir

            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

            Reaktor Nuklir

            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

            batang kendali dan perisai beton

            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

            Energi Nuklir

            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

            reaktor

            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

            diizinkan

            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

            Energi Nuklir

            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

            reaktor

            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

            air bertekanan

            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

            Listrik Dinamis

            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

            Hukum Ohm

            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

            saluran Orang yang pertama kali meneliti

            hubungan antara arus listrik tegangan dan

            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

            Listrik Dinamis

            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

            pada rangkaian yang

            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

            Hambatan Kawat Penghantar

            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

            Listrik Dinamis

            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

            ditulis

            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

            Listrik Dinamis

            Hukum Kirchoff

            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

            arus listrik

            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

            Maka diperoleh persamaan

            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

            I masuk = I keluar

            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

            Rangkaian Seri

            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

            VAC = IR1 + IR2

            I R1 = I(R1 + R2)

            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

            mati (putus) lampu yang lain padam

            Rangkaian Paralel

            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

            diperoleh persamaan

            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

            yang lain tetap menyala

            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

            1 Rangkaian Resistor Seri

            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

            satu resistor pengganti yaitu Rs

            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

            dengan n banyaknya R yang disusun

            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

            2 Rangkaian Resistor Paralel

            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

            dirumuskan

            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

            Rp = R n

            dengan n banyaknya R yang disusun

            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

            Listrik Statis

            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

            satu obyek ke obyek yang lain

            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

            Rangkaian Majemuk

            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

            turun

            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

            arah arus yang melaluinya

            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

            beda potensial yang tadinya belum dipakai

            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

            Usaha dan Energi Listrik

            Usaha Listrik

            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

            muatan itu

            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

            perubahan EPL muatan sebesar q V

            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

            positif

            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

            t

            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

            muatan-muatan positif dan negatif di awan

            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

            Kapasitansi

            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

            rumus dapat ditulis

            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

            V = besar tegangan dalam V (volt)

            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

            disederhanakan

            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

            paralel

            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

            Rangkaian kapasitor

            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

            Rangkaian R

            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

            Rangkaian C

            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

            (iC) sebesar = -90deg

            Rangkaian L

            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

            =+90deg

            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

            menurut hubungan

            di sini T dalam detik

            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

            sama

            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

            resistor R ialah I2R

            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

            dalam hal resistor murni V = I R

            dalam hal inductor murni V = I XL

            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

            henry dan f dalam hertz

            dalam kapasitor murni V = I XC

            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

            Medan Magnet

            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

            Arah Kuat Medan Magnet

            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

            ini

            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

            1 Induksi Magnetik

            Hukum Biot-Savart

            Yang mana

            B = induksi magnetic (weberm2)

            i = kuat arus listrik (ampere)

            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

            k = = 10-7 weberampmeter

            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

            5 Gaya Lorentz

            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

            (GGL induksi)

            Efisiensi trafo ( )

            ps = daya sekunder (watt)

            pp = daya primer (watt)

            Np = jumlah lilitan primer

            Ns = jumlah lilitan sekunder

            Vp = tegangan primer (volt)

            Vs = tegangan sekunder (volt)

            untuk trafo ideal

            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

            Dasar alat semikonduktor

            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

            praktikal

            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

            listriknya

            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

            komponen-komponen lainnya

            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

            berukuran relatif kecil

            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

            IC Yunior Rahmawan Usop2010

            IC (Integrated Circuit)

            • Superposisi gelombang
            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                    • Hukum Ohm
                    • Hambatan Kawat Penghantar
                    • Hukum Kirchoff
                    • Dasar alat semikonduktor

              7Vektor

              ay besar komponen vektor a dalam arah sumbu y

              ax besar komponen vektor a dalam arah sumbu x

              Dalam koordinat kartesian

              vektor arah vektor satuan adalah vektor yang besarnya 1 dan arahnya sesuai dengan

              yang didefinisikan Misalnya dalam koordinat kartesian i j k yang masing masing

              menyatakan vektor dengan arah sejajar sumbu x sumbu y dan sumbu z

              Sehingga vektor a dapat ditulis

              a = ax i + ay j

              dan besar vektor a adalah

              a = ax 2 + ay

              2

              OPERASI VEKTOR

              31 Operasi penjumlahan

              A

              B

              A + B =

              Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan

              Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B

              B

              A

              A+B

              Dalam operasi penjumlahan berlaku

              a Hukum komutatif

              B

              A A + B = B + A

              A

              B

              b Hukum Asosiatif

              B (A + B) + C = A + (B + C)

              A

              C

              Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor

              Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

              8Vektor

              A -A

              B

              B - A = B + (-A)

              B

              B-A -A

              Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

              A = Ax i + Ay j + Az k dan

              B = Bx i + By j + Bz k

              maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

              komponennya yang searah

              A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

              A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

              32 Operasi Perkalian

              321 Perkalian vektor dengan skalar

              Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

              vektor

              Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

              B = k A

              Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

              dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

              sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

              322 Perkalian vektor dengan vektor

              a Perkalian dot (titik)

              Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

              P = F v = B A

              Hasil dari perkalian ini berupa skalar

              A

              B

              Bila C adalah skalar maka

              C = A B = A B cos

              atau dalam notasi vektor

              C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

              Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

              b Perkalian cross (silang)

              Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

              F = q v x B dsb

              Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

              9Vektor

              Hasil dari perkalian ini berupa vektor

              Bila C merupakan besar vektor C maka

              C = A x B = A B sin

              atau dalam notasi vektor diperoleh

              A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

              Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

              sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

              k

              j

              i

              i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

              k x j = - I dsb

              Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

              Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

              10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

              Cara Membaca Skala Jangka Sorong

              bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

              bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

              (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

              Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

              Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

              808 mm

              11Angka Penting

              Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

              sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

              panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

              hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

              (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

              11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

              mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

              angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

              banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

              dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

              Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

              mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

              satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

              ditaksir

              Ketentuan Angka Penting

              1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

              2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

              Contoh 20067 memiliki lima angka penting

              3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

              penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

              4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

              koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

              3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

              5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

              105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

              dan 0

              Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

              Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

              paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

              Contoh perkalian

              Contoh 1

              34 x 67 = hellip

              Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

              Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

              Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

              12 Percepatan GLB dan GLBB

              Analogi kinematika pada bidang lain

              Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

              disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

              mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

              tersusul dalam selang waktu 5 menit

              Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

              pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

              dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

              negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

              kedua Persoalan tersebut setara

              PERPINDAHAN

              Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

              Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

              Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

              tayangan berikut ini

              Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

              KELAJUAN

              Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

              Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

              tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

              Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

              lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

              kmjam

              v = D t

              KECEPATAN

              Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

              13 Percepatan GLB dan GLBB

              Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

              untuk perpindahan tersebut

              Kecepatan rata-rata

              Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

              berpindah dari X1 ke X2

              Percepatan

              Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

              Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

              kecepatan waktu

              Percepatan rata-rata

              Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

              kecepatan

              Gerak Lurus Beraturan

              Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

              dengan kecepatan konstan

              Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

              FORMULASI GLB

              xt = x0 + vt

              t waktu (berubah)

              x0 posisi awal (tidak berubah)

              v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

              xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

              Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

              Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

              14 Percepatan GLB dan GLBB

              vt = v0 + at

              t waktu (berubah)

              v0 kecepatan awal (tidak berubah)

              a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

              vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

              Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

              15Hukum Newton

              Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

              bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

              bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

              konstan

              Jika = 0 maka v = tetap

              Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

              Kelembaman (Inersia)

              Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

              Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

              bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

              Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

              massanya massanya kecil

              GAYA

              bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

              bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

              adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

              bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

              tersebut adalah yang bekerja nol

              Gaya Normal

              bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

              bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

              bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

              lurus permukaan

              BERAT (Gaya Gravitasi)

              Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

              permukaan bumi

              W=mg W = berat benda

              m = massa benda

              g = percepatan gravitasi

              Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              16Hukum Newton

              Hukum III Newton

              bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

              sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

              gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

              bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

              F aksi = -F reaksi

              bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

              normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

              gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

              Kesimpulan

              bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

              sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

              bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

              Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

              bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

              dimulai

              bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

              Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

              diterapkan

              bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

              istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

              momentum daya impuls energy tumbukan dll

              Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              17Hukum Newton

              Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              Keseimbangan Partikel

              Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

              bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

              Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

              Momen Gaya

              Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

              Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

              sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

              Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

              gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

              Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

              gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

              Titik Berat Benda

              Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

              a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

              b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

              c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

              Sifat - sifat

              1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

              beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

              2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

              3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

              maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

              Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

              maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

              = resultan gaya di sumbu x

              = resultan gaya di sumbu y

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              = jumlah momen gaya

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

              konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              a = v2r

              yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

              Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

              benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

              tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

              centripetal

              Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

              pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

              tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

              T

              w

              T

              w

              Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

              (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

              Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

              memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

              benda bergerak

              Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

              1 Hukum kekekalan momentum rotasi

              2 Hukum kekekalan energy

              Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

              dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

              1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

              dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

              rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

              kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

              Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

              panjang busur s dimana

              s = r

              atau = sr

              dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

              Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

              - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

              2 - 1

              t2 - t1 t

              kecepatan sudut sesaat adalah

              = lim t = ddt

              t0

              Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

              Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

              t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

              2 - 1

              t2 - t1 t

              dan percepatan sudut sesaatnya adalah

              = lim t = ddt

              t0

              Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

              kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

              karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

              Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

              dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

              bila diperlambat

              2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

              Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

              yang sudah diperoleh pada gerak translasi

              (1) = o + t

              (2) = o + 12 ( + o )t

              (3) = o + ot + 12 t2

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

              3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

              PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

              Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

              jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

              s = r

              bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

              dsdt = ddt r

              Kecepatan linear partikel v = r

              bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

              dvdt = ddt r

              Percepatan tangensial partkel at = r

              Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

              centripetal (radial)

              ar = v2r

              ar = 2r

              Percepatan total partikel a = ar2+ at

              2

              5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

              Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

              didefinisikan = r x F

              Besarnya torsi

              = r F sin

              rumusan ini dapat diubah menjadi

              = r (F sin) = r F

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              atau = F (r sin) = F r

              dimana F adalah

              komponen F yang tegak lurus r dan

              r adalah

              komponen r yang tegak lurus F

              6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

              Momentum sudut pada sebuah partikel

              didefinisikan l = r x p

              dengan p = mv

              Besarnya momentum sudut

              l = r p sin

              rumusan ini dapat diubah menjadi

              l = r (p sin) = r p

              atau l = p (r sin) = p r

              dimana p adalah

              komponen p yang tegak lurus r dan

              r adalah

              komponen r yang tegak lurus p

              Dari definisi momentum sudut l = r x p

              bila dideferensialkan doperoleh

              dldt = d (r x p)dt

              dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

              dldt = (r x F) + (v x mv)

              diperoleh

              dldt =

              dpdt = F

              ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

              bekerja pada partikel tersebutrdquo

              7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

              Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

              sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

              benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

              tersebut adalah

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              26

              I = r2 dm

              Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              K = 12 m1v12 + 12 m2v2

              2 + + 12 mnvn2

              karena v = r maka

              K = 12 m12r12 + 12 m22r2

              2 + + 12 mn2rn2

              K = 12 ( m1r12 ) 2

              Energi kinetik rotasi benda

              K = 12 I 2 K = 12 mv2

              dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

              tersebut Momen inersia ini tergantung pada

              a distribusibentuk massabenda tersebut

              b sumbu rotasi

              Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

              dm

              r

              Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

              bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

              menjadi

              I = Ipm + Mh2

              dimana

              Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

              M adalah massa total benda

              8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

              salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

              adalah

              = r x F

              Arah torsi searah dengan sumbu z

              Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

              ditempuh partikel ds dimana

              ds = r d

              Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

              dW = F ds

              dW = F cos ds

              dW = (F cos ) (r d)

              dW = d

              dW = F ds

              Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

              dWdt = ddt

              P =

              P = F v

              Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

              usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

              dWdt = dKdt

              dWdt = d(12 I 2)dt

              = 12 I d2dt

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              = I ddt

              = I

              = I

              F = m a

              9 MENGGELINDING

              Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

              dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

              Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

              sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

              dinyatakan

              vpm = R

              apm = R

              Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

              kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

              sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

              menggelinding

              Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

              K = 12 IP 2

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

              = 12 ( Ipm + MR2) 2

              = 12 Ipm2 + 12 MR22

              K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

              Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

              sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

              murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

              sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

              31Pemuaian

              Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

              terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

              dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

              bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

              volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

              tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

              fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

              hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

              inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

              inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

              atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

              mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

              makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

              yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

              selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

              dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

              FENOMENA FLUIDA

              Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

              dalam air

              Mengapa balon gas bisa naik ke atas

              Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

              tenggelam

              Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

              Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

              32Pemuaian

              TEKANAN HIDROSTATIS

              Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

              Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

              zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

              massa jenis zat cair ( r )

              dalam bejana

              HUKUM PASCAL

              Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

              P1 = P2

              F1A1 = F2A2

              HUKUM ARCHIMEDES

              Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

              Tiga keadaan benda di dalam zat cair

              a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

              b melayang W = Fa THORN rb = rz

              c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

              W = berat benda

              Fa = gaya ke atas = rz V g

              rb = massa jenis benda

              rz = massa jenis fluida

              V = volume benda

              V = volume benda yang berada dalam fluida

              Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

              Wz = W - Fa

              Wz = berat benda di dalam zat cair

              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

              Ph = r g h

              Pt = Po + Ph

              F = P h A = r g V

              r = massa jenis zat cair

              h = tinggi zat cair dari permukaan

              g = percepatan gravitasi

              Pt = tekanan total

              Po = tekanan udara luar

              33Pemuaian

              TEGANGAN PERMUKAAN

              Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

              zat cair persatuan panjang(l)

              g = F 2l

              KAPILARITAS

              Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

              dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

              y = 2 g cos q r g r

              y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

              g = tegangan permukaan (Nm)

              q = sudut kontak (derajat)

              p = massa jenis zat cair (kg m3)

              g = percepatan gravitas (m det2)

              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

              34Suhu

              Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

              adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

              Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

              es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

              tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

              35Pemuaian

              Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

              ΔL=Lo ΔT

              = koefisien muai panjang

              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

              Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

              ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

              Pemuaian volume

              ΔV=Vo ΔT

              Vo= volume benda mula-mula (cm3)

              = koefisien muai volume

              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

              PEMUAIAN ZAT CAIR

              Vt = VO ( 1 + Δ t )

              Keterangan

              = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

              PEMUAIAN GAS

              Vt = VO ( 1 + Δ t )

              Keterangan

              = koef Muai volume gas = 1273

              T = suhu harus dlm Kelvin

              Maka formula dapat dalam bentuk

              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

              36

              ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

              1 terdiri dari molekul-molekul

              2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

              agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

              3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

              molekul gas tersebut

              4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

              5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

              bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

              6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

              tumbukannya dianggap lenting sempurna

              7 berlaku hukum newton tentang gerak

              PROSES ISOTHERMAL

              Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

              DIMANA P adalah tekanan gas

              V adalah volume gas

              PROSES ISOVOLUME

              Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

              temperaturnya dalam Kelvin

              DIMANA P adalah tekanan gas

              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

              PROSES ISOBARIS

              Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

              DIMANA V adalah volume gas

              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

              HUKUM AVOGADRO

              setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

              sama pula

              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              37

              DIMANA P adalah tekanan gas

              V adalah volume gas

              N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

              k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              38Hukum Termodinamika

              Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

              keadaan awalnya

              Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

              (1986-1832)

              HUKUM TERMODINAMIKA

              01 cp - cv = R

              cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

              cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

              02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

              a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

              b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

              = konstanta Laplace

              03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

              04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

              05 HUKUM I TERMODINAMIKA

              Q = U + W

              Q = kalor yang masukkeluar sistem

              U = perubahan energi dalam

              W = Usaha luar

              PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

              1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

              Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

              ( lihat gambar )

              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              39Hukum Termodinamika

              sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

              Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

              Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

              Pemanasan Pendinginan

              W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

              2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

              Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

              Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

              Pemanasan Pendinginan

              V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

              Q = U2 - U1

              Q = U

              U = m cv ( T2 - T1 )

              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              40Hukum Termodinamika

              3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

              Selama proses suhunya konstan

              ( lihat gambar )

              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

              Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

              P1 V2 = P2 V2

              Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

              Pemanasan Pendinginan

              T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

              ln x =2303 log x

              4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

              Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

              ( lihat gambar )

              Sebelum proses Selamaakhir proses

              oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              41Hukum Termodinamika

              Pengembangan Pemampatan

              Q = 0 ------agrave O = U + W

              U2 -U1 = - W

              T1V1g-1

              = T2V2g-1

              W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

              - V1g-1

              )

              P1V1g = P2V2g

              06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

              Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

              T = suhu

              η = efisiensi

              P = tekanan

              V = volume

              W = usaha

              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

              Gerak Gelombang

              Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

              bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

              secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

              dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

              gelombang dari 380 sampai 800 nm

              Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

              dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

              dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

              berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

              Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

              dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

              melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

              (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

              E = h fatau

              E = h cλ

              Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

              Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

              Efek Doppler

              Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

              maksimum tertentu

              Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

              terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

              Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

              setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

              gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

              gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

              maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

              Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

              adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

              titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

              dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

              y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

              y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

              Keterangan

              a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

              b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

              sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

              dari ujung terikat adalah sebagai berikut

              y = y1+ y2

              =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

              Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

              sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

              Menjadi

              y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

              y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

              Rumus interferensi

              y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

              Keterangan

              A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

              k = 2πλ

              ω = 2πT (rads)

              l = panjang tali (m)

              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

              Efek Doppler

              x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

              λ = panjang gelombang (m)

              t = waktu sesaat (s)

              Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

              Ap = 2 A sin kx

              Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

              gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

              Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

              amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

              tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

              Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

              S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

              =n (12 λ)dengan n=0123hellip

              Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

              P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

              =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

              Superposisi gelombang

              Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

              akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

              simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

              sebuah gelombang baru

              Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

              y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

              Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

              Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

              y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

              Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

              Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

              Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

              y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

              Efek Doppler

              y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

              y = y1 + y2

              = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

              y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

              Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

              y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

              Dengan

              As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

              bebas

              Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

              sebagai berikut

              Ap maksimum saat cos〖(2π

              x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

              x= (2n) 14 λdengan n = 0123

              helliphellip

              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

              Ap minimum saat cos〖(2π

              x)( λ)〗=0 sehingga

              x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

              helliphellip

              Gelombang stasioner pada ujung terikat

              Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

              y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

              y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

              Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

              y = y1 + y2

              y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

              Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

              sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

              Efek Doppler

              Persamaan gelombang superposisinya menjadi

              y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

              Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

              As = 2A sin2π(xλ)

              Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

              karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

              Ap=2 A sin 2πλ x

              Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

              x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

              yang dapat ditulis sebagai berikut

              Ap=2 A sin(2πλ) x

              Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

              x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

              Efek Doppler

              Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

              membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

              tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

              kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

              hilang)

              Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

              ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

              bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

              ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

              sumber

              Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

              yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

              dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

              frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

              Jadi

              1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

              pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

              2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

              maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

              3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

              VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

              fs

              Hal ini disebabkan

              1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

              2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

              1 1

              s p

              Efek Doppler

              Dari kedua kesimpulan diatas maka

              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

              Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

              Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

              sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

              vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

              sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

              vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

              sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

              Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

              ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

              gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

              cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

              frekuensi

              Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

              bentuk

              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

              ps

              s p

              ff

              v v v v

              p

              p ss

              v vf f

              v v

              pp s

              s

              v vf f

              v v

              Efek Doppler

              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

              VP= Kec pendengar ( ms )

              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

              1 Optika Geometri

              a Hukum Pemantulan Snellius

              Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

              bidang datar

              Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

              b Cermin Datar

              Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

              Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

              n = jumlah bayangan yang terlihat

              = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

              c Cermin Cekung (Cermin Positif)

              Ketentuan

              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

              Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

              dan nomor ruang bayangan selalu = 5

              d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

              Catatan

              Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

              cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

              sebagai berikut

              e Pembiasan (Refraksi)

              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

              i = sudut datang

              r = sudut bias

              n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

              V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

              nud = indeks bias udara = 1

              2 Optika Fisik

              a Sudut Dispersi

              Q = Du - Dm

              Q = sudut disperse

              Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

              b Celah Ganda (Percobaan Young)

              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

              = panjang gelombang cahaya

              d = jarak antar celah

              p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

              L = jarak celah ke layar

              k = 123 hellip dst

              c Celah Tunggal

              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

              = sudut deviasi

              d Difraksi Kisi

              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

              e Selaput Tipis

              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

              n = indeks bias selaput tipis

              d = tebal selaput tipis

              r = sudut bias

              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

              f Polarisasi

              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

              Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

              magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

              vektor medan magnet saling tegak lurus

              ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

              sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

              Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

              Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

              Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

              tongkat penggembala

              Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

              udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

              Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

              Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

              listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

              lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

              dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

              Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

              paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

              perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

              Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

              Hanya dipengaruhi oleh

              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

              A Relativitas

              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

              koordinat

              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

              batang

              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

              V = kecepatan pengamat

              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

              U = kecepatan pengamat

              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

              mo = massa partikel dalam keadaan diam

              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

              E = m C2

              E = energi yang timbul

              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

              B Teori Kuantum

              E = h f

              E = kuantum energi dalam joule

              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

              fo = frekuensi batas (Hz)

              me= massa elektron (kg)

              Vo = kecepatan elektron

              hf = W + Ek

              hf = energi foton yang datang

              W = energi pelepasan elektron

              Ek = energi kinetik electron

              ATOM BOHR

              1048708 Postulat Bohr

              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

              dipancarkan mempunyai energi

              GELOMBANG DE BROGLIE

              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

              1048708 Panjang gelombang foton

              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

              oleh Davisson amp Germer

              = panjang gelombang de Broglie

              = konstanta Planck

              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

              = massa partikel

              = kecepatan partikel

              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

              = momentum foton

              = konstanta Planck

              = kecepatan cahaya (foton)

              = panjang gelombang cahaya (foton)

              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

              = panjang gelombang foton mula-mula

              = konstanta Planck

              = sudut penyimpangan foton

              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

              kecepatan elektron yang diemisikan

              E = Energi

              h = tetapan Planck

              f = frekwensi

              c = kecepatan cahaya

              v = kecepatan

              a = energi ambang

              m = massa λ = panjang gelombang

              p = momentum

              p=momentum Ek = Energi kinetik

              Hypotesa de Broglie

              Hamburan Compton

              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

              Catatan penting

              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

              Massa 1e = 9110-31 kg

              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

              Energi Nuklir

              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

              diperhitungkan

              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

              masalah kelangkaan energi

              Fisi Nuklir

              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

              yaitu reaksi fisi nuklir

              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

              Energi Nuklir

              Reaksi fisi uranium seperti di atas

              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

              Energi Nuklir

              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

              Reaktor Nuklir

              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

              batang kendali dan perisai beton

              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

              Energi Nuklir

              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

              reaktor

              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

              diizinkan

              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

              Energi Nuklir

              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

              reaktor

              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

              air bertekanan

              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

              Listrik Dinamis

              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

              Hukum Ohm

              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

              saluran Orang yang pertama kali meneliti

              hubungan antara arus listrik tegangan dan

              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

              Listrik Dinamis

              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

              pada rangkaian yang

              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

              Hambatan Kawat Penghantar

              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

              Listrik Dinamis

              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

              ditulis

              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

              Listrik Dinamis

              Hukum Kirchoff

              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

              arus listrik

              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

              Maka diperoleh persamaan

              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

              I masuk = I keluar

              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

              Rangkaian Seri

              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

              VAC = IR1 + IR2

              I R1 = I(R1 + R2)

              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

              mati (putus) lampu yang lain padam

              Rangkaian Paralel

              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

              diperoleh persamaan

              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

              yang lain tetap menyala

              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

              1 Rangkaian Resistor Seri

              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

              satu resistor pengganti yaitu Rs

              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

              dengan n banyaknya R yang disusun

              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

              2 Rangkaian Resistor Paralel

              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

              dirumuskan

              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

              Rp = R n

              dengan n banyaknya R yang disusun

              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

              Listrik Statis

              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

              satu obyek ke obyek yang lain

              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

              Rangkaian Majemuk

              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

              turun

              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

              arah arus yang melaluinya

              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

              beda potensial yang tadinya belum dipakai

              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

              Usaha dan Energi Listrik

              Usaha Listrik

              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

              muatan itu

              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

              perubahan EPL muatan sebesar q V

              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

              positif

              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

              t

              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

              muatan-muatan positif dan negatif di awan

              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

              Kapasitansi

              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

              rumus dapat ditulis

              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

              V = besar tegangan dalam V (volt)

              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

              disederhanakan

              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

              paralel

              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

              Rangkaian kapasitor

              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

              Rangkaian R

              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

              Rangkaian C

              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

              (iC) sebesar = -90deg

              Rangkaian L

              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

              =+90deg

              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

              menurut hubungan

              di sini T dalam detik

              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

              sama

              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

              resistor R ialah I2R

              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

              dalam hal resistor murni V = I R

              dalam hal inductor murni V = I XL

              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

              henry dan f dalam hertz

              dalam kapasitor murni V = I XC

              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

              Medan Magnet

              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

              Arah Kuat Medan Magnet

              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

              ini

              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

              1 Induksi Magnetik

              Hukum Biot-Savart

              Yang mana

              B = induksi magnetic (weberm2)

              i = kuat arus listrik (ampere)

              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

              k = = 10-7 weberampmeter

              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

              5 Gaya Lorentz

              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

              (GGL induksi)

              Efisiensi trafo ( )

              ps = daya sekunder (watt)

              pp = daya primer (watt)

              Np = jumlah lilitan primer

              Ns = jumlah lilitan sekunder

              Vp = tegangan primer (volt)

              Vs = tegangan sekunder (volt)

              untuk trafo ideal

              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

              Dasar alat semikonduktor

              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

              praktikal

              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

              listriknya

              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

              komponen-komponen lainnya

              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

              berukuran relatif kecil

              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

              IC Yunior Rahmawan Usop2010

              IC (Integrated Circuit)

              • Superposisi gelombang
              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                      • Hukum Ohm
                      • Hambatan Kawat Penghantar
                      • Hukum Kirchoff
                      • Dasar alat semikonduktor

                8Vektor

                A -A

                B

                B - A = B + (-A)

                B

                B-A -A

                Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk

                A = Ax i + Ay j + Az k dan

                B = Bx i + By j + Bz k

                maka opersasi penjumlahanpengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlahmengurangi komponen-

                komponennya yang searah

                A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k

                A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k

                32 Operasi Perkalian

                321 Perkalian vektor dengan skalar

                Contoh perkalian besaran vektor dengan skalar dalam fisika F = ma p = mv dsb dimana m skalar dan av

                vektor

                Bila misal A dan B adalah vektor dan k adalah skalar maka

                B = k A

                Besar vektor B adalah k kali besar vektor A sedangkan arah vektor B sama dengan arah vektor A bila k positip

                dan berla-wanan bila k negatip Contoh F = qE q adalah muatan listrik dapat bermuatan positip atau negatip

                sehingga arah F tergantung tanda muatan tersebut

                322 Perkalian vektor dengan vektor

                a Perkalian dot (titik)

                Contoh dalam Fisika perkalian dot ini adalah W = F s

                P = F v = B A

                Hasil dari perkalian ini berupa skalar

                A

                B

                Bila C adalah skalar maka

                C = A B = A B cos

                atau dalam notasi vektor

                C = A B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

                Bagaimana sifat komutatif dan distributuf dari perkalian dot

                b Perkalian cross (silang)

                Contoh dalam Fisika perkalian silang adalah = r x F

                F = q v x B dsb

                Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                9Vektor

                Hasil dari perkalian ini berupa vektor

                Bila C merupakan besar vektor C maka

                C = A x B = A B sin

                atau dalam notasi vektor diperoleh

                A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

                Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

                sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

                k

                j

                i

                i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

                k x j = - I dsb

                Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

                Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

                Cara Membaca Skala Jangka Sorong

                bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

                bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

                (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

                Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

                Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                808 mm

                11Angka Penting

                Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

                sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

                panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

                hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

                (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

                11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

                mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

                angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

                banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

                dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

                Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

                mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

                satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

                ditaksir

                Ketentuan Angka Penting

                1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

                2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

                Contoh 20067 memiliki lima angka penting

                3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

                penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

                4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

                koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

                3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

                5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

                105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

                dan 0

                Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

                Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

                paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

                Contoh perkalian

                Contoh 1

                34 x 67 = hellip

                Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

                Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

                Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                12 Percepatan GLB dan GLBB

                Analogi kinematika pada bidang lain

                Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

                disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

                mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

                tersusul dalam selang waktu 5 menit

                Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

                pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

                dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

                negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

                kedua Persoalan tersebut setara

                PERPINDAHAN

                Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

                Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

                Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

                tayangan berikut ini

                Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

                KELAJUAN

                Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

                Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

                tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

                Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

                lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

                kmjam

                v = D t

                KECEPATAN

                Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                13 Percepatan GLB dan GLBB

                Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

                untuk perpindahan tersebut

                Kecepatan rata-rata

                Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

                berpindah dari X1 ke X2

                Percepatan

                Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

                Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

                kecepatan waktu

                Percepatan rata-rata

                Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

                kecepatan

                Gerak Lurus Beraturan

                Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

                dengan kecepatan konstan

                Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

                FORMULASI GLB

                xt = x0 + vt

                t waktu (berubah)

                x0 posisi awal (tidak berubah)

                v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

                Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

                Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                14 Percepatan GLB dan GLBB

                vt = v0 + at

                t waktu (berubah)

                v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                15Hukum Newton

                Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                konstan

                Jika = 0 maka v = tetap

                Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                Kelembaman (Inersia)

                Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                massanya massanya kecil

                GAYA

                bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                tersebut adalah yang bekerja nol

                Gaya Normal

                bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                lurus permukaan

                BERAT (Gaya Gravitasi)

                Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                permukaan bumi

                W=mg W = berat benda

                m = massa benda

                g = percepatan gravitasi

                Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                16Hukum Newton

                Hukum III Newton

                bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                F aksi = -F reaksi

                bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                Kesimpulan

                bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                dimulai

                bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                diterapkan

                bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                momentum daya impuls energy tumbukan dll

                Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                17Hukum Newton

                Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                Keseimbangan Partikel

                Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                Momen Gaya

                Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                Titik Berat Benda

                Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                Sifat - sifat

                1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                = resultan gaya di sumbu x

                = resultan gaya di sumbu y

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                = jumlah momen gaya

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                a = v2r

                yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                centripetal

                Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                T

                w

                T

                w

                Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                benda bergerak

                Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                2 Hukum kekekalan energy

                Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                panjang busur s dimana

                s = r

                atau = sr

                dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                2 - 1

                t2 - t1 t

                kecepatan sudut sesaat adalah

                = lim t = ddt

                t0

                Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                2 - 1

                t2 - t1 t

                dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                = lim t = ddt

                t0

                Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                bila diperlambat

                2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                (1) = o + t

                (2) = o + 12 ( + o )t

                (3) = o + ot + 12 t2

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                s = r

                bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                dsdt = ddt r

                Kecepatan linear partikel v = r

                bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                dvdt = ddt r

                Percepatan tangensial partkel at = r

                Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                centripetal (radial)

                ar = v2r

                ar = 2r

                Percepatan total partikel a = ar2+ at

                2

                5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                didefinisikan = r x F

                Besarnya torsi

                = r F sin

                rumusan ini dapat diubah menjadi

                = r (F sin) = r F

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                atau = F (r sin) = F r

                dimana F adalah

                komponen F yang tegak lurus r dan

                r adalah

                komponen r yang tegak lurus F

                6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                Momentum sudut pada sebuah partikel

                didefinisikan l = r x p

                dengan p = mv

                Besarnya momentum sudut

                l = r p sin

                rumusan ini dapat diubah menjadi

                l = r (p sin) = r p

                atau l = p (r sin) = p r

                dimana p adalah

                komponen p yang tegak lurus r dan

                r adalah

                komponen r yang tegak lurus p

                Dari definisi momentum sudut l = r x p

                bila dideferensialkan doperoleh

                dldt = d (r x p)dt

                dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                dldt = (r x F) + (v x mv)

                diperoleh

                dldt =

                dpdt = F

                ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                bekerja pada partikel tersebutrdquo

                7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                tersebut adalah

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                26

                I = r2 dm

                Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                2 + + 12 mnvn2

                karena v = r maka

                K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                2 + + 12 mn2rn2

                K = 12 ( m1r12 ) 2

                Energi kinetik rotasi benda

                K = 12 I 2 K = 12 mv2

                dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                a distribusibentuk massabenda tersebut

                b sumbu rotasi

                Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                dm

                r

                Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                menjadi

                I = Ipm + Mh2

                dimana

                Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                M adalah massa total benda

                8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                adalah

                = r x F

                Arah torsi searah dengan sumbu z

                Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                ditempuh partikel ds dimana

                ds = r d

                Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                dW = F ds

                dW = F cos ds

                dW = (F cos ) (r d)

                dW = d

                dW = F ds

                Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                dWdt = ddt

                P =

                P = F v

                Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                dWdt = dKdt

                dWdt = d(12 I 2)dt

                = 12 I d2dt

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                = I ddt

                = I

                = I

                F = m a

                9 MENGGELINDING

                Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                dinyatakan

                vpm = R

                apm = R

                Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                menggelinding

                Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                K = 12 IP 2

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                = 12 ( Ipm + MR2) 2

                = 12 Ipm2 + 12 MR22

                K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                31Pemuaian

                Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                FENOMENA FLUIDA

                Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                dalam air

                Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                tenggelam

                Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                32Pemuaian

                TEKANAN HIDROSTATIS

                Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                massa jenis zat cair ( r )

                dalam bejana

                HUKUM PASCAL

                Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                P1 = P2

                F1A1 = F2A2

                HUKUM ARCHIMEDES

                Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                b melayang W = Fa THORN rb = rz

                c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                W = berat benda

                Fa = gaya ke atas = rz V g

                rb = massa jenis benda

                rz = massa jenis fluida

                V = volume benda

                V = volume benda yang berada dalam fluida

                Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                Wz = W - Fa

                Wz = berat benda di dalam zat cair

                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                Ph = r g h

                Pt = Po + Ph

                F = P h A = r g V

                r = massa jenis zat cair

                h = tinggi zat cair dari permukaan

                g = percepatan gravitasi

                Pt = tekanan total

                Po = tekanan udara luar

                33Pemuaian

                TEGANGAN PERMUKAAN

                Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                zat cair persatuan panjang(l)

                g = F 2l

                KAPILARITAS

                Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                y = 2 g cos q r g r

                y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                g = tegangan permukaan (Nm)

                q = sudut kontak (derajat)

                p = massa jenis zat cair (kg m3)

                g = percepatan gravitas (m det2)

                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                34Suhu

                Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                35Pemuaian

                Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                ΔL=Lo ΔT

                = koefisien muai panjang

                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                Pemuaian volume

                ΔV=Vo ΔT

                Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                = koefisien muai volume

                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                PEMUAIAN ZAT CAIR

                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                Keterangan

                = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                PEMUAIAN GAS

                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                Keterangan

                = koef Muai volume gas = 1273

                T = suhu harus dlm Kelvin

                Maka formula dapat dalam bentuk

                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                36

                ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                1 terdiri dari molekul-molekul

                2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                molekul gas tersebut

                4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                tumbukannya dianggap lenting sempurna

                7 berlaku hukum newton tentang gerak

                PROSES ISOTHERMAL

                Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                DIMANA P adalah tekanan gas

                V adalah volume gas

                PROSES ISOVOLUME

                Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                temperaturnya dalam Kelvin

                DIMANA P adalah tekanan gas

                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                PROSES ISOBARIS

                Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                DIMANA V adalah volume gas

                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                HUKUM AVOGADRO

                setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                sama pula

                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                37

                DIMANA P adalah tekanan gas

                V adalah volume gas

                N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                38Hukum Termodinamika

                Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                keadaan awalnya

                Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                (1986-1832)

                HUKUM TERMODINAMIKA

                01 cp - cv = R

                cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                = konstanta Laplace

                03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                Q = U + W

                Q = kalor yang masukkeluar sistem

                U = perubahan energi dalam

                W = Usaha luar

                PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                ( lihat gambar )

                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                39Hukum Termodinamika

                sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                Pemanasan Pendinginan

                W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                Pemanasan Pendinginan

                V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                Q = U2 - U1

                Q = U

                U = m cv ( T2 - T1 )

                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                40Hukum Termodinamika

                3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                Selama proses suhunya konstan

                ( lihat gambar )

                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                P1 V2 = P2 V2

                Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                Pemanasan Pendinginan

                T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                ln x =2303 log x

                4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                ( lihat gambar )

                Sebelum proses Selamaakhir proses

                oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                41Hukum Termodinamika

                Pengembangan Pemampatan

                Q = 0 ------agrave O = U + W

                U2 -U1 = - W

                T1V1g-1

                = T2V2g-1

                W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                - V1g-1

                )

                P1V1g = P2V2g

                06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                T = suhu

                η = efisiensi

                P = tekanan

                V = volume

                W = usaha

                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                Gerak Gelombang

                Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                gelombang dari 380 sampai 800 nm

                Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                E = h fatau

                E = h cλ

                Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                Efek Doppler

                Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                maksimum tertentu

                Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                Keterangan

                a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                y = y1+ y2

                =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                Menjadi

                y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                Rumus interferensi

                y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                Keterangan

                A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                k = 2πλ

                ω = 2πT (rads)

                l = panjang tali (m)

                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                Efek Doppler

                x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                λ = panjang gelombang (m)

                t = waktu sesaat (s)

                Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                Ap = 2 A sin kx

                Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                Superposisi gelombang

                Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                sebuah gelombang baru

                Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                Efek Doppler

                y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                y = y1 + y2

                = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                Dengan

                As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                bebas

                Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                sebagai berikut

                Ap maksimum saat cos〖(2π

                x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                helliphellip

                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                Ap minimum saat cos〖(2π

                x)( λ)〗=0 sehingga

                x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                helliphellip

                Gelombang stasioner pada ujung terikat

                Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                y = y1 + y2

                y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                Efek Doppler

                Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                As = 2A sin2π(xλ)

                Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                Ap=2 A sin 2πλ x

                Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                yang dapat ditulis sebagai berikut

                Ap=2 A sin(2πλ) x

                Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                Efek Doppler

                Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                hilang)

                Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                sumber

                Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                Jadi

                1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                fs

                Hal ini disebabkan

                1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                1 1

                s p

                Efek Doppler

                Dari kedua kesimpulan diatas maka

                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                frekuensi

                Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                bentuk

                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                ps

                s p

                ff

                v v v v

                p

                p ss

                v vf f

                v v

                pp s

                s

                v vf f

                v v

                Efek Doppler

                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                VP= Kec pendengar ( ms )

                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                1 Optika Geometri

                a Hukum Pemantulan Snellius

                Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                bidang datar

                Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                b Cermin Datar

                Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                n = jumlah bayangan yang terlihat

                = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                Ketentuan

                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                Catatan

                Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                sebagai berikut

                e Pembiasan (Refraksi)

                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                i = sudut datang

                r = sudut bias

                n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                nud = indeks bias udara = 1

                2 Optika Fisik

                a Sudut Dispersi

                Q = Du - Dm

                Q = sudut disperse

                Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                b Celah Ganda (Percobaan Young)

                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                = panjang gelombang cahaya

                d = jarak antar celah

                p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                L = jarak celah ke layar

                k = 123 hellip dst

                c Celah Tunggal

                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                = sudut deviasi

                d Difraksi Kisi

                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                e Selaput Tipis

                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                n = indeks bias selaput tipis

                d = tebal selaput tipis

                r = sudut bias

                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                f Polarisasi

                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                vektor medan magnet saling tegak lurus

                ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                tongkat penggembala

                Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                Hanya dipengaruhi oleh

                1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                A Relativitas

                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                koordinat

                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                batang

                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                V = kecepatan pengamat

                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                U = kecepatan pengamat

                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                E = m C2

                E = energi yang timbul

                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                B Teori Kuantum

                E = h f

                E = kuantum energi dalam joule

                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                fo = frekuensi batas (Hz)

                me= massa elektron (kg)

                Vo = kecepatan elektron

                hf = W + Ek

                hf = energi foton yang datang

                W = energi pelepasan elektron

                Ek = energi kinetik electron

                ATOM BOHR

                1048708 Postulat Bohr

                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                dipancarkan mempunyai energi

                GELOMBANG DE BROGLIE

                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                1048708 Panjang gelombang foton

                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                oleh Davisson amp Germer

                = panjang gelombang de Broglie

                = konstanta Planck

                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                = massa partikel

                = kecepatan partikel

                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                = momentum foton

                = konstanta Planck

                = kecepatan cahaya (foton)

                = panjang gelombang cahaya (foton)

                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                = panjang gelombang foton mula-mula

                = konstanta Planck

                = sudut penyimpangan foton

                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                kecepatan elektron yang diemisikan

                E = Energi

                h = tetapan Planck

                f = frekwensi

                c = kecepatan cahaya

                v = kecepatan

                a = energi ambang

                m = massa λ = panjang gelombang

                p = momentum

                p=momentum Ek = Energi kinetik

                Hypotesa de Broglie

                Hamburan Compton

                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                Catatan penting

                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                Massa 1e = 9110-31 kg

                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                Energi Nuklir

                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                diperhitungkan

                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                masalah kelangkaan energi

                Fisi Nuklir

                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                yaitu reaksi fisi nuklir

                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                Energi Nuklir

                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                Energi Nuklir

                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                Reaktor Nuklir

                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                batang kendali dan perisai beton

                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                Energi Nuklir

                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                reaktor

                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                diizinkan

                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                Energi Nuklir

                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                reaktor

                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                air bertekanan

                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                Listrik Dinamis

                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                Hukum Ohm

                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                Listrik Dinamis

                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                pada rangkaian yang

                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                Hambatan Kawat Penghantar

                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                Listrik Dinamis

                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                ditulis

                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                Listrik Dinamis

                Hukum Kirchoff

                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                arus listrik

                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                Maka diperoleh persamaan

                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                I masuk = I keluar

                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                Rangkaian Seri

                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                VAC = IR1 + IR2

                I R1 = I(R1 + R2)

                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                mati (putus) lampu yang lain padam

                Rangkaian Paralel

                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                diperoleh persamaan

                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                yang lain tetap menyala

                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                1 Rangkaian Resistor Seri

                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                satu resistor pengganti yaitu Rs

                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                dengan n banyaknya R yang disusun

                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                2 Rangkaian Resistor Paralel

                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                dirumuskan

                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                Rp = R n

                dengan n banyaknya R yang disusun

                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                Listrik Statis

                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                satu obyek ke obyek yang lain

                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                Rangkaian Majemuk

                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                turun

                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                arah arus yang melaluinya

                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                Usaha dan Energi Listrik

                Usaha Listrik

                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                muatan itu

                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                perubahan EPL muatan sebesar q V

                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                positif

                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                t

                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                Kapasitansi

                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                rumus dapat ditulis

                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                V = besar tegangan dalam V (volt)

                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                disederhanakan

                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                paralel

                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                Rangkaian kapasitor

                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                Rangkaian R

                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                Rangkaian C

                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                (iC) sebesar = -90deg

                Rangkaian L

                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                =+90deg

                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                menurut hubungan

                di sini T dalam detik

                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                sama

                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                resistor R ialah I2R

                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                dalam hal resistor murni V = I R

                dalam hal inductor murni V = I XL

                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                henry dan f dalam hertz

                dalam kapasitor murni V = I XC

                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                Medan Magnet

                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                Arah Kuat Medan Magnet

                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                ini

                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                1 Induksi Magnetik

                Hukum Biot-Savart

                Yang mana

                B = induksi magnetic (weberm2)

                i = kuat arus listrik (ampere)

                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                k = = 10-7 weberampmeter

                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                5 Gaya Lorentz

                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                (GGL induksi)

                Efisiensi trafo ( )

                ps = daya sekunder (watt)

                pp = daya primer (watt)

                Np = jumlah lilitan primer

                Ns = jumlah lilitan sekunder

                Vp = tegangan primer (volt)

                Vs = tegangan sekunder (volt)

                untuk trafo ideal

                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                Dasar alat semikonduktor

                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                praktikal

                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                listriknya

                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                komponen-komponen lainnya

                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                berukuran relatif kecil

                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                IC (Integrated Circuit)

                • Superposisi gelombang
                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                        • Hukum Ohm
                        • Hambatan Kawat Penghantar
                        • Hukum Kirchoff
                        • Dasar alat semikonduktor

                  9Vektor

                  Hasil dari perkalian ini berupa vektor

                  Bila C merupakan besar vektor C maka

                  C = A x B = A B sin

                  atau dalam notasi vektor diperoleh

                  A x B = (AyBz - Az By) i + (AzBx - AxBz) j + (AxBy - AyBx) k

                  Karena hasil yang diperoleh berupa vektor maka arah dari vektor tersebut dapat dicari dengan arah maju

                  sekrup yang diputar dari vektor pertama ke vektor kedua

                  k

                  j

                  i

                  i x j = k j x j = 1 1 cos 90 = 0

                  k x j = - I dsb

                  Bagaimana sifat komutatif dan distributif dari perkalian cros

                  Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                  10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

                  Cara Membaca Skala Jangka Sorong

                  bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

                  bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

                  (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

                  Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

                  Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                  808 mm

                  11Angka Penting

                  Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

                  sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

                  panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

                  hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

                  (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

                  11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

                  mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

                  angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

                  banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

                  dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

                  Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

                  mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

                  satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

                  ditaksir

                  Ketentuan Angka Penting

                  1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

                  2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

                  Contoh 20067 memiliki lima angka penting

                  3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

                  penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

                  4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

                  koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

                  3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

                  5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

                  105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

                  dan 0

                  Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

                  Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

                  paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

                  Contoh perkalian

                  Contoh 1

                  34 x 67 = hellip

                  Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

                  Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

                  Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                  12 Percepatan GLB dan GLBB

                  Analogi kinematika pada bidang lain

                  Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

                  disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

                  mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

                  tersusul dalam selang waktu 5 menit

                  Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

                  pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

                  dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

                  negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

                  kedua Persoalan tersebut setara

                  PERPINDAHAN

                  Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

                  Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

                  Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

                  tayangan berikut ini

                  Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

                  KELAJUAN

                  Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

                  Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

                  tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

                  Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

                  lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

                  kmjam

                  v = D t

                  KECEPATAN

                  Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  13 Percepatan GLB dan GLBB

                  Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

                  untuk perpindahan tersebut

                  Kecepatan rata-rata

                  Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

                  berpindah dari X1 ke X2

                  Percepatan

                  Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

                  Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

                  kecepatan waktu

                  Percepatan rata-rata

                  Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

                  kecepatan

                  Gerak Lurus Beraturan

                  Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

                  dengan kecepatan konstan

                  Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

                  FORMULASI GLB

                  xt = x0 + vt

                  t waktu (berubah)

                  x0 posisi awal (tidak berubah)

                  v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                  xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

                  Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

                  Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  14 Percepatan GLB dan GLBB

                  vt = v0 + at

                  t waktu (berubah)

                  v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                  a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                  vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                  Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  15Hukum Newton

                  Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                  bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                  bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                  konstan

                  Jika = 0 maka v = tetap

                  Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                  Kelembaman (Inersia)

                  Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                  Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                  bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                  Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                  massanya massanya kecil

                  GAYA

                  bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                  bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                  adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                  bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                  tersebut adalah yang bekerja nol

                  Gaya Normal

                  bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                  bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                  bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                  lurus permukaan

                  BERAT (Gaya Gravitasi)

                  Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                  permukaan bumi

                  W=mg W = berat benda

                  m = massa benda

                  g = percepatan gravitasi

                  Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  16Hukum Newton

                  Hukum III Newton

                  bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                  sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                  gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                  bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                  F aksi = -F reaksi

                  bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                  normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                  gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                  Kesimpulan

                  bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                  sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                  bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                  Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                  bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                  dimulai

                  bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                  Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                  diterapkan

                  bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                  istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                  momentum daya impuls energy tumbukan dll

                  Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  17Hukum Newton

                  Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  Keseimbangan Partikel

                  Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                  bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                  Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                  Momen Gaya

                  Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                  Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                  sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                  Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                  gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                  Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                  gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                  Titik Berat Benda

                  Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                  a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                  b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                  c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                  Sifat - sifat

                  1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                  beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                  2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                  3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                  maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                  Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                  maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                  = resultan gaya di sumbu x

                  = resultan gaya di sumbu y

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  = jumlah momen gaya

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                  konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  a = v2r

                  yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                  Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                  benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                  tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                  centripetal

                  Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                  pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                  tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                  T

                  w

                  T

                  w

                  Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                  (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                  Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                  memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                  benda bergerak

                  Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                  1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                  2 Hukum kekekalan energy

                  Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                  dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                  1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                  dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                  rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                  kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                  Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                  panjang busur s dimana

                  s = r

                  atau = sr

                  dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                  Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                  - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                  2 - 1

                  t2 - t1 t

                  kecepatan sudut sesaat adalah

                  = lim t = ddt

                  t0

                  Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                  Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                  t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                  2 - 1

                  t2 - t1 t

                  dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                  = lim t = ddt

                  t0

                  Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                  kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                  karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                  Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                  dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                  bila diperlambat

                  2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                  Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                  yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                  (1) = o + t

                  (2) = o + 12 ( + o )t

                  (3) = o + ot + 12 t2

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                  3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                  PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                  Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                  jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                  s = r

                  bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                  dsdt = ddt r

                  Kecepatan linear partikel v = r

                  bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                  dvdt = ddt r

                  Percepatan tangensial partkel at = r

                  Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                  centripetal (radial)

                  ar = v2r

                  ar = 2r

                  Percepatan total partikel a = ar2+ at

                  2

                  5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                  Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                  didefinisikan = r x F

                  Besarnya torsi

                  = r F sin

                  rumusan ini dapat diubah menjadi

                  = r (F sin) = r F

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  atau = F (r sin) = F r

                  dimana F adalah

                  komponen F yang tegak lurus r dan

                  r adalah

                  komponen r yang tegak lurus F

                  6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                  Momentum sudut pada sebuah partikel

                  didefinisikan l = r x p

                  dengan p = mv

                  Besarnya momentum sudut

                  l = r p sin

                  rumusan ini dapat diubah menjadi

                  l = r (p sin) = r p

                  atau l = p (r sin) = p r

                  dimana p adalah

                  komponen p yang tegak lurus r dan

                  r adalah

                  komponen r yang tegak lurus p

                  Dari definisi momentum sudut l = r x p

                  bila dideferensialkan doperoleh

                  dldt = d (r x p)dt

                  dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                  dldt = (r x F) + (v x mv)

                  diperoleh

                  dldt =

                  dpdt = F

                  ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                  bekerja pada partikel tersebutrdquo

                  7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                  Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                  sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                  benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                  tersebut adalah

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  26

                  I = r2 dm

                  Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                  2 + + 12 mnvn2

                  karena v = r maka

                  K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                  2 + + 12 mn2rn2

                  K = 12 ( m1r12 ) 2

                  Energi kinetik rotasi benda

                  K = 12 I 2 K = 12 mv2

                  dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                  tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                  a distribusibentuk massabenda tersebut

                  b sumbu rotasi

                  Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                  dm

                  r

                  Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                  bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                  menjadi

                  I = Ipm + Mh2

                  dimana

                  Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                  M adalah massa total benda

                  8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                  salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                  adalah

                  = r x F

                  Arah torsi searah dengan sumbu z

                  Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                  ditempuh partikel ds dimana

                  ds = r d

                  Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                  dW = F ds

                  dW = F cos ds

                  dW = (F cos ) (r d)

                  dW = d

                  dW = F ds

                  Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                  dWdt = ddt

                  P =

                  P = F v

                  Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                  usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                  dWdt = dKdt

                  dWdt = d(12 I 2)dt

                  = 12 I d2dt

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  = I ddt

                  = I

                  = I

                  F = m a

                  9 MENGGELINDING

                  Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                  dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                  Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                  sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                  dinyatakan

                  vpm = R

                  apm = R

                  Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                  kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                  sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                  menggelinding

                  Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                  K = 12 IP 2

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                  = 12 ( Ipm + MR2) 2

                  = 12 Ipm2 + 12 MR22

                  K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                  Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                  sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                  murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                  sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                  31Pemuaian

                  Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                  terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                  dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                  bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                  volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                  tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                  fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                  hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                  inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                  inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                  atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                  mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                  makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                  yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                  selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                  dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                  FENOMENA FLUIDA

                  Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                  dalam air

                  Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                  Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                  tenggelam

                  Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                  Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                  32Pemuaian

                  TEKANAN HIDROSTATIS

                  Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                  Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                  zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                  massa jenis zat cair ( r )

                  dalam bejana

                  HUKUM PASCAL

                  Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                  P1 = P2

                  F1A1 = F2A2

                  HUKUM ARCHIMEDES

                  Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                  Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                  a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                  b melayang W = Fa THORN rb = rz

                  c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                  W = berat benda

                  Fa = gaya ke atas = rz V g

                  rb = massa jenis benda

                  rz = massa jenis fluida

                  V = volume benda

                  V = volume benda yang berada dalam fluida

                  Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                  Wz = W - Fa

                  Wz = berat benda di dalam zat cair

                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Ph = r g h

                  Pt = Po + Ph

                  F = P h A = r g V

                  r = massa jenis zat cair

                  h = tinggi zat cair dari permukaan

                  g = percepatan gravitasi

                  Pt = tekanan total

                  Po = tekanan udara luar

                  33Pemuaian

                  TEGANGAN PERMUKAAN

                  Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                  zat cair persatuan panjang(l)

                  g = F 2l

                  KAPILARITAS

                  Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                  dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                  y = 2 g cos q r g r

                  y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                  g = tegangan permukaan (Nm)

                  q = sudut kontak (derajat)

                  p = massa jenis zat cair (kg m3)

                  g = percepatan gravitas (m det2)

                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                  34Suhu

                  Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                  adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                  Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                  es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                  tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                  35Pemuaian

                  Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                  ΔL=Lo ΔT

                  = koefisien muai panjang

                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                  Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                  ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                  Pemuaian volume

                  ΔV=Vo ΔT

                  Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                  = koefisien muai volume

                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                  PEMUAIAN ZAT CAIR

                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                  Keterangan

                  = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                  PEMUAIAN GAS

                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                  Keterangan

                  = koef Muai volume gas = 1273

                  T = suhu harus dlm Kelvin

                  Maka formula dapat dalam bentuk

                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                  36

                  ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                  1 terdiri dari molekul-molekul

                  2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                  agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                  3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                  molekul gas tersebut

                  4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                  5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                  bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                  6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                  tumbukannya dianggap lenting sempurna

                  7 berlaku hukum newton tentang gerak

                  PROSES ISOTHERMAL

                  Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                  DIMANA P adalah tekanan gas

                  V adalah volume gas

                  PROSES ISOVOLUME

                  Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                  temperaturnya dalam Kelvin

                  DIMANA P adalah tekanan gas

                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                  PROSES ISOBARIS

                  Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                  DIMANA V adalah volume gas

                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                  HUKUM AVOGADRO

                  setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                  sama pula

                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  37

                  DIMANA P adalah tekanan gas

                  V adalah volume gas

                  N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                  k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  38Hukum Termodinamika

                  Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                  keadaan awalnya

                  Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                  (1986-1832)

                  HUKUM TERMODINAMIKA

                  01 cp - cv = R

                  cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                  cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                  02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                  a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                  b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                  = konstanta Laplace

                  03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                  04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                  05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                  Q = U + W

                  Q = kalor yang masukkeluar sistem

                  U = perubahan energi dalam

                  W = Usaha luar

                  PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                  1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                  Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                  ( lihat gambar )

                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  39Hukum Termodinamika

                  sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                  Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                  Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                  Pemanasan Pendinginan

                  W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                  2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                  Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                  Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                  Pemanasan Pendinginan

                  V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                  Q = U2 - U1

                  Q = U

                  U = m cv ( T2 - T1 )

                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  40Hukum Termodinamika

                  3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                  Selama proses suhunya konstan

                  ( lihat gambar )

                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                  Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                  P1 V2 = P2 V2

                  Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                  Pemanasan Pendinginan

                  T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                  ln x =2303 log x

                  4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                  Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                  ( lihat gambar )

                  Sebelum proses Selamaakhir proses

                  oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  41Hukum Termodinamika

                  Pengembangan Pemampatan

                  Q = 0 ------agrave O = U + W

                  U2 -U1 = - W

                  T1V1g-1

                  = T2V2g-1

                  W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                  - V1g-1

                  )

                  P1V1g = P2V2g

                  06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                  Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                  T = suhu

                  η = efisiensi

                  P = tekanan

                  V = volume

                  W = usaha

                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Gerak Gelombang

                  Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                  bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                  secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                  dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                  gelombang dari 380 sampai 800 nm

                  Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                  dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                  dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                  berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                  Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                  dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                  melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                  (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                  E = h fatau

                  E = h cλ

                  Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                  Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Efek Doppler

                  Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                  maksimum tertentu

                  Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                  terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                  Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                  setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                  gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                  gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                  maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                  Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                  adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                  titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                  dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                  y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                  y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                  Keterangan

                  a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                  b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                  sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                  dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                  y = y1+ y2

                  =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                  Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                  sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                  Menjadi

                  y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                  y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                  Rumus interferensi

                  y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                  Keterangan

                  A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                  k = 2πλ

                  ω = 2πT (rads)

                  l = panjang tali (m)

                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Efek Doppler

                  x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                  λ = panjang gelombang (m)

                  t = waktu sesaat (s)

                  Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                  Ap = 2 A sin kx

                  Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                  gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                  Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                  amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                  tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                  Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                  S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                  =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                  Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                  P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                  =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                  Superposisi gelombang

                  Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                  akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                  simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                  sebuah gelombang baru

                  Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                  y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                  Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                  Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                  y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                  Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                  Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                  Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                  y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Efek Doppler

                  y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                  y = y1 + y2

                  = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                  y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                  Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                  y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                  Dengan

                  As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                  bebas

                  Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                  sebagai berikut

                  Ap maksimum saat cos〖(2π

                  x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                  x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                  helliphellip

                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                  Ap minimum saat cos〖(2π

                  x)( λ)〗=0 sehingga

                  x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                  helliphellip

                  Gelombang stasioner pada ujung terikat

                  Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                  y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                  y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                  Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                  y = y1 + y2

                  y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                  Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                  sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Efek Doppler

                  Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                  y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                  Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                  As = 2A sin2π(xλ)

                  Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                  karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                  Ap=2 A sin 2πλ x

                  Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                  x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                  yang dapat ditulis sebagai berikut

                  Ap=2 A sin(2πλ) x

                  Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                  x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Efek Doppler

                  Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                  membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                  tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                  kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                  hilang)

                  Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                  ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                  bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                  ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                  sumber

                  Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                  yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                  dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                  frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                  Jadi

                  1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                  pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                  2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                  maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                  3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                  VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                  fs

                  Hal ini disebabkan

                  1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                  2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                  1 1

                  s p

                  Efek Doppler

                  Dari kedua kesimpulan diatas maka

                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                  Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                  Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                  sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                  vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                  sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                  vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                  sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                  Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                  ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                  gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                  cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                  frekuensi

                  Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                  bentuk

                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                  ps

                  s p

                  ff

                  v v v v

                  p

                  p ss

                  v vf f

                  v v

                  pp s

                  s

                  v vf f

                  v v

                  Efek Doppler

                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                  VP= Kec pendengar ( ms )

                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                  1 Optika Geometri

                  a Hukum Pemantulan Snellius

                  Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                  bidang datar

                  Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                  b Cermin Datar

                  Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                  Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                  n = jumlah bayangan yang terlihat

                  = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                  c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                  Ketentuan

                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                  dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                  d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                  Catatan

                  Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                  cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                  sebagai berikut

                  e Pembiasan (Refraksi)

                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                  i = sudut datang

                  r = sudut bias

                  n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                  V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                  nud = indeks bias udara = 1

                  2 Optika Fisik

                  a Sudut Dispersi

                  Q = Du - Dm

                  Q = sudut disperse

                  Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                  b Celah Ganda (Percobaan Young)

                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                  = panjang gelombang cahaya

                  d = jarak antar celah

                  p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                  L = jarak celah ke layar

                  k = 123 hellip dst

                  c Celah Tunggal

                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                  = sudut deviasi

                  d Difraksi Kisi

                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                  e Selaput Tipis

                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                  n = indeks bias selaput tipis

                  d = tebal selaput tipis

                  r = sudut bias

                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                  f Polarisasi

                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                  magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                  vektor medan magnet saling tegak lurus

                  ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                  sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                  Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                  Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                  Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                  tongkat penggembala

                  Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                  udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                  Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                  Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                  listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                  lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                  dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                  Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                  paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                  perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                  Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                  - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                  CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                  Hanya dipengaruhi oleh

                  1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                  Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                  2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                  Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                  Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                  Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                  Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                  Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                  Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                  praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                  A Relativitas

                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                  koordinat

                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                  batang

                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                  V = kecepatan pengamat

                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                  U = kecepatan pengamat

                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                  E = m C2

                  E = energi yang timbul

                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                  B Teori Kuantum

                  E = h f

                  E = kuantum energi dalam joule

                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                  fo = frekuensi batas (Hz)

                  me= massa elektron (kg)

                  Vo = kecepatan elektron

                  hf = W + Ek

                  hf = energi foton yang datang

                  W = energi pelepasan elektron

                  Ek = energi kinetik electron

                  ATOM BOHR

                  1048708 Postulat Bohr

                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                  dipancarkan mempunyai energi

                  GELOMBANG DE BROGLIE

                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                  1048708 Panjang gelombang foton

                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                  oleh Davisson amp Germer

                  = panjang gelombang de Broglie

                  = konstanta Planck

                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                  = massa partikel

                  = kecepatan partikel

                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                  = momentum foton

                  = konstanta Planck

                  = kecepatan cahaya (foton)

                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                  = panjang gelombang foton mula-mula

                  = konstanta Planck

                  = sudut penyimpangan foton

                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                  kecepatan elektron yang diemisikan

                  E = Energi

                  h = tetapan Planck

                  f = frekwensi

                  c = kecepatan cahaya

                  v = kecepatan

                  a = energi ambang

                  m = massa λ = panjang gelombang

                  p = momentum

                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                  Hypotesa de Broglie

                  Hamburan Compton

                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Catatan penting

                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                  Massa 1e = 9110-31 kg

                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                  Energi Nuklir

                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                  diperhitungkan

                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                  masalah kelangkaan energi

                  Fisi Nuklir

                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                  yaitu reaksi fisi nuklir

                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Energi Nuklir

                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Energi Nuklir

                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                  Reaktor Nuklir

                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                  batang kendali dan perisai beton

                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Energi Nuklir

                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                  reaktor

                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                  diizinkan

                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Energi Nuklir

                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                  reaktor

                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                  air bertekanan

                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Listrik Dinamis

                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                  Hukum Ohm

                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Listrik Dinamis

                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                  pada rangkaian yang

                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                  Hambatan Kawat Penghantar

                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Listrik Dinamis

                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                  ditulis

                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Listrik Dinamis

                  Hukum Kirchoff

                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                  arus listrik

                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                  Maka diperoleh persamaan

                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                  I masuk = I keluar

                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                  Rangkaian Seri

                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                  VAC = IR1 + IR2

                  I R1 = I(R1 + R2)

                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                  mati (putus) lampu yang lain padam

                  Rangkaian Paralel

                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                  diperoleh persamaan

                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                  yang lain tetap menyala

                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                  1 Rangkaian Resistor Seri

                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                  dengan n banyaknya R yang disusun

                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                  dirumuskan

                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                  Rp = R n

                  dengan n banyaknya R yang disusun

                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Listrik Statis

                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                  satu obyek ke obyek yang lain

                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Rangkaian Majemuk

                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                  turun

                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                  arah arus yang melaluinya

                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                  Usaha dan Energi Listrik

                  Usaha Listrik

                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                  muatan itu

                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                  positif

                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                  t

                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                  Kapasitansi

                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                  rumus dapat ditulis

                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                  disederhanakan

                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                  paralel

                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                  Rangkaian kapasitor

                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                  Rangkaian R

                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                  Rangkaian C

                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                  (iC) sebesar = -90deg

                  Rangkaian L

                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                  =+90deg

                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                  menurut hubungan

                  di sini T dalam detik

                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                  sama

                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                  resistor R ialah I2R

                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                  dalam hal resistor murni V = I R

                  dalam hal inductor murni V = I XL

                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                  henry dan f dalam hertz

                  dalam kapasitor murni V = I XC

                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                  Medan Magnet

                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                  Arah Kuat Medan Magnet

                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                  ini

                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                  1 Induksi Magnetik

                  Hukum Biot-Savart

                  Yang mana

                  B = induksi magnetic (weberm2)

                  i = kuat arus listrik (ampere)

                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                  k = = 10-7 weberampmeter

                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                  5 Gaya Lorentz

                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                  (GGL induksi)

                  Efisiensi trafo ( )

                  ps = daya sekunder (watt)

                  pp = daya primer (watt)

                  Np = jumlah lilitan primer

                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                  Vp = tegangan primer (volt)

                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                  untuk trafo ideal

                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                  Dasar alat semikonduktor

                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                  praktikal

                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                  listriknya

                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                  komponen-komponen lainnya

                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                  berukuran relatif kecil

                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                  IC (Integrated Circuit)

                  • Superposisi gelombang
                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                          • Hukum Ohm
                          • Hambatan Kawat Penghantar
                          • Hukum Kirchoff
                          • Dasar alat semikonduktor

                    10Pengukuran Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup

                    Cara Membaca Skala Jangka Sorong

                    bull Lihat skala utama yang disebelah kiri nol nonius agrave 30 mm

                    bull Lihat skala nonius yang berimpitlurus dengan skala utama agrave 07 mm

                    (ynag berhimpit adalah angka 7 dan dikalikan dengan skala 01mm=07mm)

                    Hasil pengukuran egrave 30 mm + 07 mm = 37 mm

                    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                    808 mm

                    11Angka Penting

                    Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

                    sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

                    panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

                    hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

                    (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

                    11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

                    mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

                    angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

                    banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

                    dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

                    Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

                    mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

                    satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

                    ditaksir

                    Ketentuan Angka Penting

                    1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

                    2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

                    Contoh 20067 memiliki lima angka penting

                    3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

                    penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

                    4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

                    koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

                    3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

                    5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

                    105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

                    dan 0

                    Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

                    Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

                    paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

                    Contoh perkalian

                    Contoh 1

                    34 x 67 = hellip

                    Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

                    Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

                    Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                    12 Percepatan GLB dan GLBB

                    Analogi kinematika pada bidang lain

                    Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

                    disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

                    mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

                    tersusul dalam selang waktu 5 menit

                    Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

                    pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

                    dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

                    negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

                    kedua Persoalan tersebut setara

                    PERPINDAHAN

                    Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

                    Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

                    Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

                    tayangan berikut ini

                    Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

                    KELAJUAN

                    Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

                    Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

                    tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

                    Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

                    lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

                    kmjam

                    v = D t

                    KECEPATAN

                    Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    13 Percepatan GLB dan GLBB

                    Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

                    untuk perpindahan tersebut

                    Kecepatan rata-rata

                    Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

                    berpindah dari X1 ke X2

                    Percepatan

                    Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

                    Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

                    kecepatan waktu

                    Percepatan rata-rata

                    Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

                    kecepatan

                    Gerak Lurus Beraturan

                    Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

                    dengan kecepatan konstan

                    Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

                    FORMULASI GLB

                    xt = x0 + vt

                    t waktu (berubah)

                    x0 posisi awal (tidak berubah)

                    v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                    xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

                    Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

                    Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    14 Percepatan GLB dan GLBB

                    vt = v0 + at

                    t waktu (berubah)

                    v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                    a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                    vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                    Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    15Hukum Newton

                    Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                    bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                    bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                    konstan

                    Jika = 0 maka v = tetap

                    Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                    Kelembaman (Inersia)

                    Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                    Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                    bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                    Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                    massanya massanya kecil

                    GAYA

                    bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                    bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                    adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                    bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                    tersebut adalah yang bekerja nol

                    Gaya Normal

                    bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                    bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                    bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                    lurus permukaan

                    BERAT (Gaya Gravitasi)

                    Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                    permukaan bumi

                    W=mg W = berat benda

                    m = massa benda

                    g = percepatan gravitasi

                    Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    16Hukum Newton

                    Hukum III Newton

                    bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                    sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                    gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                    bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                    F aksi = -F reaksi

                    bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                    normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                    gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                    Kesimpulan

                    bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                    sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                    bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                    Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                    bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                    dimulai

                    bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                    Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                    diterapkan

                    bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                    istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                    momentum daya impuls energy tumbukan dll

                    Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    17Hukum Newton

                    Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    Keseimbangan Partikel

                    Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                    bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                    Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                    Momen Gaya

                    Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                    Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                    sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                    Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                    gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                    Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                    gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                    Titik Berat Benda

                    Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                    a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                    b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                    c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                    Sifat - sifat

                    1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                    beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                    2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                    3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                    maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                    Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                    maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                    = resultan gaya di sumbu x

                    = resultan gaya di sumbu y

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    = jumlah momen gaya

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                    konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    a = v2r

                    yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                    Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                    benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                    tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                    centripetal

                    Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                    pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                    tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                    T

                    w

                    T

                    w

                    Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                    (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                    Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                    memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                    benda bergerak

                    Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                    1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                    2 Hukum kekekalan energy

                    Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                    dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                    1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                    dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                    rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                    kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                    Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                    panjang busur s dimana

                    s = r

                    atau = sr

                    dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                    Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                    - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                    2 - 1

                    t2 - t1 t

                    kecepatan sudut sesaat adalah

                    = lim t = ddt

                    t0

                    Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                    Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                    t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                    2 - 1

                    t2 - t1 t

                    dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                    = lim t = ddt

                    t0

                    Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                    kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                    karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                    Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                    dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                    bila diperlambat

                    2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                    Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                    yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                    (1) = o + t

                    (2) = o + 12 ( + o )t

                    (3) = o + ot + 12 t2

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                    3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                    PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                    Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                    jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                    s = r

                    bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                    dsdt = ddt r

                    Kecepatan linear partikel v = r

                    bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                    dvdt = ddt r

                    Percepatan tangensial partkel at = r

                    Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                    centripetal (radial)

                    ar = v2r

                    ar = 2r

                    Percepatan total partikel a = ar2+ at

                    2

                    5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                    Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                    didefinisikan = r x F

                    Besarnya torsi

                    = r F sin

                    rumusan ini dapat diubah menjadi

                    = r (F sin) = r F

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    atau = F (r sin) = F r

                    dimana F adalah

                    komponen F yang tegak lurus r dan

                    r adalah

                    komponen r yang tegak lurus F

                    6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                    Momentum sudut pada sebuah partikel

                    didefinisikan l = r x p

                    dengan p = mv

                    Besarnya momentum sudut

                    l = r p sin

                    rumusan ini dapat diubah menjadi

                    l = r (p sin) = r p

                    atau l = p (r sin) = p r

                    dimana p adalah

                    komponen p yang tegak lurus r dan

                    r adalah

                    komponen r yang tegak lurus p

                    Dari definisi momentum sudut l = r x p

                    bila dideferensialkan doperoleh

                    dldt = d (r x p)dt

                    dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                    dldt = (r x F) + (v x mv)

                    diperoleh

                    dldt =

                    dpdt = F

                    ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                    bekerja pada partikel tersebutrdquo

                    7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                    Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                    sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                    benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                    tersebut adalah

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    26

                    I = r2 dm

                    Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                    2 + + 12 mnvn2

                    karena v = r maka

                    K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                    2 + + 12 mn2rn2

                    K = 12 ( m1r12 ) 2

                    Energi kinetik rotasi benda

                    K = 12 I 2 K = 12 mv2

                    dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                    tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                    a distribusibentuk massabenda tersebut

                    b sumbu rotasi

                    Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                    dm

                    r

                    Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                    bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                    menjadi

                    I = Ipm + Mh2

                    dimana

                    Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                    M adalah massa total benda

                    8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                    salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                    adalah

                    = r x F

                    Arah torsi searah dengan sumbu z

                    Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                    ditempuh partikel ds dimana

                    ds = r d

                    Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                    dW = F ds

                    dW = F cos ds

                    dW = (F cos ) (r d)

                    dW = d

                    dW = F ds

                    Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                    dWdt = ddt

                    P =

                    P = F v

                    Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                    usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                    dWdt = dKdt

                    dWdt = d(12 I 2)dt

                    = 12 I d2dt

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    = I ddt

                    = I

                    = I

                    F = m a

                    9 MENGGELINDING

                    Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                    dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                    Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                    sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                    dinyatakan

                    vpm = R

                    apm = R

                    Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                    kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                    sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                    menggelinding

                    Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                    K = 12 IP 2

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                    = 12 ( Ipm + MR2) 2

                    = 12 Ipm2 + 12 MR22

                    K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                    Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                    sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                    murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                    sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                    31Pemuaian

                    Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                    terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                    dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                    bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                    volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                    tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                    fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                    hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                    inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                    inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                    atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                    mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                    makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                    yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                    selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                    dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                    FENOMENA FLUIDA

                    Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                    dalam air

                    Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                    Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                    tenggelam

                    Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                    Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                    32Pemuaian

                    TEKANAN HIDROSTATIS

                    Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                    Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                    zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                    massa jenis zat cair ( r )

                    dalam bejana

                    HUKUM PASCAL

                    Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                    P1 = P2

                    F1A1 = F2A2

                    HUKUM ARCHIMEDES

                    Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                    Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                    a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                    b melayang W = Fa THORN rb = rz

                    c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                    W = berat benda

                    Fa = gaya ke atas = rz V g

                    rb = massa jenis benda

                    rz = massa jenis fluida

                    V = volume benda

                    V = volume benda yang berada dalam fluida

                    Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                    Wz = W - Fa

                    Wz = berat benda di dalam zat cair

                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Ph = r g h

                    Pt = Po + Ph

                    F = P h A = r g V

                    r = massa jenis zat cair

                    h = tinggi zat cair dari permukaan

                    g = percepatan gravitasi

                    Pt = tekanan total

                    Po = tekanan udara luar

                    33Pemuaian

                    TEGANGAN PERMUKAAN

                    Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                    zat cair persatuan panjang(l)

                    g = F 2l

                    KAPILARITAS

                    Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                    dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                    y = 2 g cos q r g r

                    y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                    g = tegangan permukaan (Nm)

                    q = sudut kontak (derajat)

                    p = massa jenis zat cair (kg m3)

                    g = percepatan gravitas (m det2)

                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                    34Suhu

                    Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                    adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                    Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                    es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                    tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                    35Pemuaian

                    Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                    ΔL=Lo ΔT

                    = koefisien muai panjang

                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                    Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                    ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                    Pemuaian volume

                    ΔV=Vo ΔT

                    Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                    = koefisien muai volume

                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                    PEMUAIAN ZAT CAIR

                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                    Keterangan

                    = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                    PEMUAIAN GAS

                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                    Keterangan

                    = koef Muai volume gas = 1273

                    T = suhu harus dlm Kelvin

                    Maka formula dapat dalam bentuk

                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                    36

                    ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                    1 terdiri dari molekul-molekul

                    2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                    agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                    3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                    molekul gas tersebut

                    4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                    5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                    bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                    6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                    tumbukannya dianggap lenting sempurna

                    7 berlaku hukum newton tentang gerak

                    PROSES ISOTHERMAL

                    Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                    DIMANA P adalah tekanan gas

                    V adalah volume gas

                    PROSES ISOVOLUME

                    Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                    temperaturnya dalam Kelvin

                    DIMANA P adalah tekanan gas

                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                    PROSES ISOBARIS

                    Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                    DIMANA V adalah volume gas

                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                    HUKUM AVOGADRO

                    setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                    sama pula

                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    37

                    DIMANA P adalah tekanan gas

                    V adalah volume gas

                    N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                    k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    38Hukum Termodinamika

                    Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                    keadaan awalnya

                    Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                    (1986-1832)

                    HUKUM TERMODINAMIKA

                    01 cp - cv = R

                    cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                    cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                    02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                    a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                    b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                    = konstanta Laplace

                    03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                    04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                    05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                    Q = U + W

                    Q = kalor yang masukkeluar sistem

                    U = perubahan energi dalam

                    W = Usaha luar

                    PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                    1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                    Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                    ( lihat gambar )

                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    39Hukum Termodinamika

                    sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                    Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                    Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                    Pemanasan Pendinginan

                    W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                    2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                    Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                    Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                    Pemanasan Pendinginan

                    V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                    Q = U2 - U1

                    Q = U

                    U = m cv ( T2 - T1 )

                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    40Hukum Termodinamika

                    3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                    Selama proses suhunya konstan

                    ( lihat gambar )

                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                    Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                    P1 V2 = P2 V2

                    Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                    Pemanasan Pendinginan

                    T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                    ln x =2303 log x

                    4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                    Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                    ( lihat gambar )

                    Sebelum proses Selamaakhir proses

                    oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    41Hukum Termodinamika

                    Pengembangan Pemampatan

                    Q = 0 ------agrave O = U + W

                    U2 -U1 = - W

                    T1V1g-1

                    = T2V2g-1

                    W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                    - V1g-1

                    )

                    P1V1g = P2V2g

                    06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                    Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                    T = suhu

                    η = efisiensi

                    P = tekanan

                    V = volume

                    W = usaha

                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Gerak Gelombang

                    Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                    bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                    secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                    dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                    gelombang dari 380 sampai 800 nm

                    Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                    dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                    dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                    berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                    Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                    dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                    melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                    (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                    E = h fatau

                    E = h cλ

                    Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                    Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Efek Doppler

                    Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                    maksimum tertentu

                    Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                    terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                    Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                    setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                    gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                    gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                    maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                    Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                    adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                    titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                    dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                    y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                    y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                    Keterangan

                    a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                    b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                    sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                    dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                    y = y1+ y2

                    =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                    Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                    sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                    Menjadi

                    y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                    y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                    Rumus interferensi

                    y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                    Keterangan

                    A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                    k = 2πλ

                    ω = 2πT (rads)

                    l = panjang tali (m)

                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Efek Doppler

                    x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                    λ = panjang gelombang (m)

                    t = waktu sesaat (s)

                    Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                    Ap = 2 A sin kx

                    Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                    gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                    Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                    amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                    tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                    Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                    S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                    =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                    Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                    P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                    =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                    Superposisi gelombang

                    Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                    akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                    simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                    sebuah gelombang baru

                    Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                    y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                    Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                    Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                    y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                    Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                    Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                    Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                    y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Efek Doppler

                    y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                    y = y1 + y2

                    = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                    y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                    Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                    y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                    Dengan

                    As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                    bebas

                    Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                    sebagai berikut

                    Ap maksimum saat cos〖(2π

                    x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                    x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                    helliphellip

                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                    Ap minimum saat cos〖(2π

                    x)( λ)〗=0 sehingga

                    x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                    helliphellip

                    Gelombang stasioner pada ujung terikat

                    Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                    y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                    y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                    Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                    y = y1 + y2

                    y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                    Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                    sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Efek Doppler

                    Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                    y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                    Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                    As = 2A sin2π(xλ)

                    Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                    karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                    Ap=2 A sin 2πλ x

                    Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                    x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                    yang dapat ditulis sebagai berikut

                    Ap=2 A sin(2πλ) x

                    Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                    x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Efek Doppler

                    Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                    membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                    tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                    kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                    hilang)

                    Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                    ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                    bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                    ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                    sumber

                    Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                    yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                    dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                    frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                    Jadi

                    1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                    pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                    2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                    maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                    3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                    VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                    fs

                    Hal ini disebabkan

                    1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                    2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                    1 1

                    s p

                    Efek Doppler

                    Dari kedua kesimpulan diatas maka

                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                    Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                    Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                    sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                    sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                    sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                    Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                    ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                    gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                    cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                    frekuensi

                    Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                    bentuk

                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                    ps

                    s p

                    ff

                    v v v v

                    p

                    p ss

                    v vf f

                    v v

                    pp s

                    s

                    v vf f

                    v v

                    Efek Doppler

                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                    VP= Kec pendengar ( ms )

                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                    1 Optika Geometri

                    a Hukum Pemantulan Snellius

                    Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                    bidang datar

                    Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                    b Cermin Datar

                    Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                    Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                    n = jumlah bayangan yang terlihat

                    = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                    c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                    Ketentuan

                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                    Catatan

                    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                    sebagai berikut

                    e Pembiasan (Refraksi)

                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                    i = sudut datang

                    r = sudut bias

                    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                    nud = indeks bias udara = 1

                    2 Optika Fisik

                    a Sudut Dispersi

                    Q = Du - Dm

                    Q = sudut disperse

                    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                    b Celah Ganda (Percobaan Young)

                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                    = panjang gelombang cahaya

                    d = jarak antar celah

                    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                    L = jarak celah ke layar

                    k = 123 hellip dst

                    c Celah Tunggal

                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                    = sudut deviasi

                    d Difraksi Kisi

                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                    e Selaput Tipis

                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                    n = indeks bias selaput tipis

                    d = tebal selaput tipis

                    r = sudut bias

                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                    f Polarisasi

                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                    vektor medan magnet saling tegak lurus

                    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                    tongkat penggembala

                    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                    Hanya dipengaruhi oleh

                    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                    A Relativitas

                    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                    koordinat

                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                    batang

                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                    V = kecepatan pengamat

                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                    U = kecepatan pengamat

                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                    E = m C2

                    E = energi yang timbul

                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                    B Teori Kuantum

                    E = h f

                    E = kuantum energi dalam joule

                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                    fo = frekuensi batas (Hz)

                    me= massa elektron (kg)

                    Vo = kecepatan elektron

                    hf = W + Ek

                    hf = energi foton yang datang

                    W = energi pelepasan elektron

                    Ek = energi kinetik electron

                    ATOM BOHR

                    1048708 Postulat Bohr

                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                    dipancarkan mempunyai energi

                    GELOMBANG DE BROGLIE

                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                    1048708 Panjang gelombang foton

                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                    oleh Davisson amp Germer

                    = panjang gelombang de Broglie

                    = konstanta Planck

                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                    = massa partikel

                    = kecepatan partikel

                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                    = momentum foton

                    = konstanta Planck

                    = kecepatan cahaya (foton)

                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                    = panjang gelombang foton mula-mula

                    = konstanta Planck

                    = sudut penyimpangan foton

                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                    kecepatan elektron yang diemisikan

                    E = Energi

                    h = tetapan Planck

                    f = frekwensi

                    c = kecepatan cahaya

                    v = kecepatan

                    a = energi ambang

                    m = massa λ = panjang gelombang

                    p = momentum

                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                    Hypotesa de Broglie

                    Hamburan Compton

                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Catatan penting

                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                    Massa 1e = 9110-31 kg

                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                    Energi Nuklir

                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                    diperhitungkan

                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                    masalah kelangkaan energi

                    Fisi Nuklir

                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                    yaitu reaksi fisi nuklir

                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Energi Nuklir

                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Energi Nuklir

                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                    Reaktor Nuklir

                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                    batang kendali dan perisai beton

                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Energi Nuklir

                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                    reaktor

                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                    diizinkan

                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Energi Nuklir

                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                    reaktor

                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                    air bertekanan

                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Listrik Dinamis

                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                    Hukum Ohm

                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Listrik Dinamis

                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                    pada rangkaian yang

                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                    Hambatan Kawat Penghantar

                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Listrik Dinamis

                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                    ditulis

                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Listrik Dinamis

                    Hukum Kirchoff

                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                    arus listrik

                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                    Maka diperoleh persamaan

                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                    I masuk = I keluar

                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                    Rangkaian Seri

                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                    VAC = IR1 + IR2

                    I R1 = I(R1 + R2)

                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                    mati (putus) lampu yang lain padam

                    Rangkaian Paralel

                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                    diperoleh persamaan

                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                    yang lain tetap menyala

                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                    1 Rangkaian Resistor Seri

                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                    dengan n banyaknya R yang disusun

                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                    dirumuskan

                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                    Rp = R n

                    dengan n banyaknya R yang disusun

                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Listrik Statis

                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                    satu obyek ke obyek yang lain

                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Rangkaian Majemuk

                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                    turun

                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                    arah arus yang melaluinya

                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                    Usaha dan Energi Listrik

                    Usaha Listrik

                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                    muatan itu

                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                    positif

                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                    t

                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                    Kapasitansi

                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                    rumus dapat ditulis

                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                    disederhanakan

                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                    paralel

                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                    Rangkaian kapasitor

                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                    Rangkaian R

                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                    Rangkaian C

                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                    (iC) sebesar = -90deg

                    Rangkaian L

                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                    =+90deg

                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                    menurut hubungan

                    di sini T dalam detik

                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                    sama

                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                    resistor R ialah I2R

                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                    dalam hal resistor murni V = I R

                    dalam hal inductor murni V = I XL

                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                    henry dan f dalam hertz

                    dalam kapasitor murni V = I XC

                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                    Medan Magnet

                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                    Arah Kuat Medan Magnet

                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                    ini

                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                    1 Induksi Magnetik

                    Hukum Biot-Savart

                    Yang mana

                    B = induksi magnetic (weberm2)

                    i = kuat arus listrik (ampere)

                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                    k = = 10-7 weberampmeter

                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                    5 Gaya Lorentz

                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                    (GGL induksi)

                    Efisiensi trafo ( )

                    ps = daya sekunder (watt)

                    pp = daya primer (watt)

                    Np = jumlah lilitan primer

                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                    Vp = tegangan primer (volt)

                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                    untuk trafo ideal

                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                    Dasar alat semikonduktor

                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                    praktikal

                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                    listriknya

                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                    komponen-komponen lainnya

                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                    berukuran relatif kecil

                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                    IC (Integrated Circuit)

                    • Superposisi gelombang
                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                            • Hukum Ohm
                            • Hambatan Kawat Penghantar
                            • Hukum Kirchoff
                            • Dasar alat semikonduktor

                      11Angka Penting

                      Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasilpengukuran yang terdiri dari angka-angka penting yang

                      sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditafsir atau diragukan Bila kita mengukur

                      panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai batas ketelitian 05 mm) dan melaporkan

                      hasilnya dalam 4 angka penting yaitu 1145 mm Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong

                      (jangka sorong mempunyai batas ketelitian 01 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting misalnya

                      11440 mm dan jika diukur dengan mikrometer sekrup (Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 001

                      mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting misalnya 113390 mm Ini menunjukkan bahwa banyak

                      angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran Makin

                      banyak angka penting yang dapat dilaporkan makin teliti pengukuran tersebut Tentu saja pengukuran panjang

                      dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar

                      Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang mengandung 4 angka penting 1145

                      mm Tiga angka pertama yaitu 1 1 dan 4 adalah angka eksakpasti karena dapat dibaca pada skala sedangkan

                      satu angka terakhir yaitu 5 adalah angka taksiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada skala tetapi hanya

                      ditaksir

                      Ketentuan Angka Penting

                      1 Semua angka bukan nol merupakan angka penting

                      2 Angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol merupakan angka penting

                      Contoh 20067 memiliki lima angka penting

                      3 Semua angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik desimal bukan merupakan angka

                      penting Contoh 00024 memiliki dua angka penting yakni 2 dan 4

                      4 Semua angka nol yang terletak pada deretan terakhir dari angka-angka yang ditulis di belakang

                      koma desimal merupakan angka penting Contoh 0003200 memiliki empat angka penting yaitu

                      3 2 dan dua angka nol setelah angka 32

                      5 Semua angka sebelum orde (Pada notasi ilmiah) termasuk angka penting Contoh 32 x

                      105 memiliki dua angka penting yakni 3 dan 2 450 x 103 memiliki tiga angka penting yakni 4 5

                      dan 0

                      Ketentuan perkalian dan pembagian angka penting

                      Hasil akhir dari perkalian atau pembagian harus memiliki bilangan sebanyak angka dengan jumlah angka penting

                      paling sedikit yang digunakan dalam perkalian atau pembagian tersebuthellip

                      Contoh perkalian

                      Contoh 1

                      34 x 67 = hellip

                      Jumlah angka penting paling sedikit adalah dua (34 dan 67 punya dua angka penting)

                      Hasil perkaliannya adalah 2278 Hasil ini harus dibulatkan menjadi 23 (dua angka penting) 34 x 67 = 23

                      Besaran dan Satuan Yunior Rahmawan Usop 2010

                      12 Percepatan GLB dan GLBB

                      Analogi kinematika pada bidang lain

                      Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

                      disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

                      mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

                      tersusul dalam selang waktu 5 menit

                      Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

                      pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

                      dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

                      negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

                      kedua Persoalan tersebut setara

                      PERPINDAHAN

                      Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

                      Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

                      Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

                      tayangan berikut ini

                      Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

                      KELAJUAN

                      Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

                      Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

                      tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

                      Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

                      lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

                      kmjam

                      v = D t

                      KECEPATAN

                      Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      13 Percepatan GLB dan GLBB

                      Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

                      untuk perpindahan tersebut

                      Kecepatan rata-rata

                      Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

                      berpindah dari X1 ke X2

                      Percepatan

                      Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

                      Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

                      kecepatan waktu

                      Percepatan rata-rata

                      Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

                      kecepatan

                      Gerak Lurus Beraturan

                      Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

                      dengan kecepatan konstan

                      Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

                      FORMULASI GLB

                      xt = x0 + vt

                      t waktu (berubah)

                      x0 posisi awal (tidak berubah)

                      v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                      xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

                      Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

                      Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      14 Percepatan GLB dan GLBB

                      vt = v0 + at

                      t waktu (berubah)

                      v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                      a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                      vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                      Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      15Hukum Newton

                      Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                      bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                      bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                      konstan

                      Jika = 0 maka v = tetap

                      Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                      Kelembaman (Inersia)

                      Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                      Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                      bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                      Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                      massanya massanya kecil

                      GAYA

                      bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                      bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                      adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                      bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                      tersebut adalah yang bekerja nol

                      Gaya Normal

                      bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                      bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                      bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                      lurus permukaan

                      BERAT (Gaya Gravitasi)

                      Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                      permukaan bumi

                      W=mg W = berat benda

                      m = massa benda

                      g = percepatan gravitasi

                      Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      16Hukum Newton

                      Hukum III Newton

                      bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                      sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                      gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                      bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                      F aksi = -F reaksi

                      bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                      normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                      gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                      Kesimpulan

                      bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                      sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                      bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                      Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                      bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                      dimulai

                      bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                      Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                      diterapkan

                      bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                      istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                      momentum daya impuls energy tumbukan dll

                      Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      17Hukum Newton

                      Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      Keseimbangan Partikel

                      Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                      bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                      Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                      Momen Gaya

                      Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                      Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                      sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                      Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                      gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                      Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                      gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                      Titik Berat Benda

                      Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                      a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                      b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                      c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                      Sifat - sifat

                      1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                      beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                      2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                      3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                      maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                      Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                      maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                      = resultan gaya di sumbu x

                      = resultan gaya di sumbu y

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      = jumlah momen gaya

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                      konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      a = v2r

                      yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                      Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                      benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                      tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                      centripetal

                      Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                      pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                      tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                      T

                      w

                      T

                      w

                      Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                      (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                      Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                      memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                      benda bergerak

                      Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                      1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                      2 Hukum kekekalan energy

                      Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                      dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                      1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                      dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                      rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                      kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                      Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                      panjang busur s dimana

                      s = r

                      atau = sr

                      dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                      Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                      - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                      2 - 1

                      t2 - t1 t

                      kecepatan sudut sesaat adalah

                      = lim t = ddt

                      t0

                      Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                      Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                      t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                      2 - 1

                      t2 - t1 t

                      dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                      = lim t = ddt

                      t0

                      Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                      kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                      karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                      Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                      dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                      bila diperlambat

                      2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                      Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                      yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                      (1) = o + t

                      (2) = o + 12 ( + o )t

                      (3) = o + ot + 12 t2

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                      3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                      PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                      Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                      jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                      s = r

                      bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                      dsdt = ddt r

                      Kecepatan linear partikel v = r

                      bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                      dvdt = ddt r

                      Percepatan tangensial partkel at = r

                      Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                      centripetal (radial)

                      ar = v2r

                      ar = 2r

                      Percepatan total partikel a = ar2+ at

                      2

                      5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                      Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                      didefinisikan = r x F

                      Besarnya torsi

                      = r F sin

                      rumusan ini dapat diubah menjadi

                      = r (F sin) = r F

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      atau = F (r sin) = F r

                      dimana F adalah

                      komponen F yang tegak lurus r dan

                      r adalah

                      komponen r yang tegak lurus F

                      6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                      Momentum sudut pada sebuah partikel

                      didefinisikan l = r x p

                      dengan p = mv

                      Besarnya momentum sudut

                      l = r p sin

                      rumusan ini dapat diubah menjadi

                      l = r (p sin) = r p

                      atau l = p (r sin) = p r

                      dimana p adalah

                      komponen p yang tegak lurus r dan

                      r adalah

                      komponen r yang tegak lurus p

                      Dari definisi momentum sudut l = r x p

                      bila dideferensialkan doperoleh

                      dldt = d (r x p)dt

                      dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                      dldt = (r x F) + (v x mv)

                      diperoleh

                      dldt =

                      dpdt = F

                      ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                      bekerja pada partikel tersebutrdquo

                      7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                      Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                      sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                      benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                      tersebut adalah

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      26

                      I = r2 dm

                      Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                      2 + + 12 mnvn2

                      karena v = r maka

                      K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                      2 + + 12 mn2rn2

                      K = 12 ( m1r12 ) 2

                      Energi kinetik rotasi benda

                      K = 12 I 2 K = 12 mv2

                      dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                      tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                      a distribusibentuk massabenda tersebut

                      b sumbu rotasi

                      Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                      dm

                      r

                      Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                      bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                      menjadi

                      I = Ipm + Mh2

                      dimana

                      Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                      M adalah massa total benda

                      8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                      salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                      adalah

                      = r x F

                      Arah torsi searah dengan sumbu z

                      Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                      ditempuh partikel ds dimana

                      ds = r d

                      Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                      dW = F ds

                      dW = F cos ds

                      dW = (F cos ) (r d)

                      dW = d

                      dW = F ds

                      Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                      dWdt = ddt

                      P =

                      P = F v

                      Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                      usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                      dWdt = dKdt

                      dWdt = d(12 I 2)dt

                      = 12 I d2dt

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      = I ddt

                      = I

                      = I

                      F = m a

                      9 MENGGELINDING

                      Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                      dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                      Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                      sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                      dinyatakan

                      vpm = R

                      apm = R

                      Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                      kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                      sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                      menggelinding

                      Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                      K = 12 IP 2

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                      = 12 ( Ipm + MR2) 2

                      = 12 Ipm2 + 12 MR22

                      K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                      Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                      sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                      murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                      sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                      31Pemuaian

                      Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                      terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                      dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                      bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                      volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                      tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                      fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                      hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                      inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                      inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                      atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                      mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                      makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                      yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                      selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                      dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                      FENOMENA FLUIDA

                      Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                      dalam air

                      Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                      Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                      tenggelam

                      Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                      Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                      32Pemuaian

                      TEKANAN HIDROSTATIS

                      Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                      Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                      zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                      massa jenis zat cair ( r )

                      dalam bejana

                      HUKUM PASCAL

                      Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                      P1 = P2

                      F1A1 = F2A2

                      HUKUM ARCHIMEDES

                      Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                      Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                      a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                      b melayang W = Fa THORN rb = rz

                      c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                      W = berat benda

                      Fa = gaya ke atas = rz V g

                      rb = massa jenis benda

                      rz = massa jenis fluida

                      V = volume benda

                      V = volume benda yang berada dalam fluida

                      Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                      Wz = W - Fa

                      Wz = berat benda di dalam zat cair

                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Ph = r g h

                      Pt = Po + Ph

                      F = P h A = r g V

                      r = massa jenis zat cair

                      h = tinggi zat cair dari permukaan

                      g = percepatan gravitasi

                      Pt = tekanan total

                      Po = tekanan udara luar

                      33Pemuaian

                      TEGANGAN PERMUKAAN

                      Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                      zat cair persatuan panjang(l)

                      g = F 2l

                      KAPILARITAS

                      Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                      dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                      y = 2 g cos q r g r

                      y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                      g = tegangan permukaan (Nm)

                      q = sudut kontak (derajat)

                      p = massa jenis zat cair (kg m3)

                      g = percepatan gravitas (m det2)

                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                      34Suhu

                      Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                      adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                      Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                      es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                      tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                      35Pemuaian

                      Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                      ΔL=Lo ΔT

                      = koefisien muai panjang

                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                      Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                      ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                      Pemuaian volume

                      ΔV=Vo ΔT

                      Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                      = koefisien muai volume

                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                      PEMUAIAN ZAT CAIR

                      Vt = VO ( 1 + Δ t )

                      Keterangan

                      = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                      PEMUAIAN GAS

                      Vt = VO ( 1 + Δ t )

                      Keterangan

                      = koef Muai volume gas = 1273

                      T = suhu harus dlm Kelvin

                      Maka formula dapat dalam bentuk

                      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                      36

                      ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                      1 terdiri dari molekul-molekul

                      2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                      agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                      3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                      molekul gas tersebut

                      4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                      5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                      bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                      6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                      tumbukannya dianggap lenting sempurna

                      7 berlaku hukum newton tentang gerak

                      PROSES ISOTHERMAL

                      Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                      DIMANA P adalah tekanan gas

                      V adalah volume gas

                      PROSES ISOVOLUME

                      Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                      temperaturnya dalam Kelvin

                      DIMANA P adalah tekanan gas

                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                      PROSES ISOBARIS

                      Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                      DIMANA V adalah volume gas

                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                      HUKUM AVOGADRO

                      setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                      sama pula

                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      37

                      DIMANA P adalah tekanan gas

                      V adalah volume gas

                      N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                      k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      38Hukum Termodinamika

                      Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                      keadaan awalnya

                      Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                      (1986-1832)

                      HUKUM TERMODINAMIKA

                      01 cp - cv = R

                      cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                      cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                      02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                      a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                      b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                      = konstanta Laplace

                      03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                      04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                      05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                      Q = U + W

                      Q = kalor yang masukkeluar sistem

                      U = perubahan energi dalam

                      W = Usaha luar

                      PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                      1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                      Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                      ( lihat gambar )

                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      39Hukum Termodinamika

                      sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                      Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                      Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                      Pemanasan Pendinginan

                      W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                      2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                      Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                      Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                      Pemanasan Pendinginan

                      V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                      Q = U2 - U1

                      Q = U

                      U = m cv ( T2 - T1 )

                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      40Hukum Termodinamika

                      3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                      Selama proses suhunya konstan

                      ( lihat gambar )

                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                      Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                      P1 V2 = P2 V2

                      Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                      Pemanasan Pendinginan

                      T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                      ln x =2303 log x

                      4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                      Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                      ( lihat gambar )

                      Sebelum proses Selamaakhir proses

                      oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      41Hukum Termodinamika

                      Pengembangan Pemampatan

                      Q = 0 ------agrave O = U + W

                      U2 -U1 = - W

                      T1V1g-1

                      = T2V2g-1

                      W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                      - V1g-1

                      )

                      P1V1g = P2V2g

                      06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                      Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                      T = suhu

                      η = efisiensi

                      P = tekanan

                      V = volume

                      W = usaha

                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Gerak Gelombang

                      Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                      bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                      secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                      dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                      gelombang dari 380 sampai 800 nm

                      Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                      dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                      dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                      berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                      Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                      dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                      melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                      (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                      E = h fatau

                      E = h cλ

                      Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                      Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Efek Doppler

                      Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                      maksimum tertentu

                      Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                      terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                      Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                      setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                      gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                      gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                      maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                      Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                      adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                      titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                      dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                      y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                      y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                      Keterangan

                      a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                      b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                      sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                      dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                      y = y1+ y2

                      =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                      Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                      sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                      Menjadi

                      y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                      y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                      Rumus interferensi

                      y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                      Keterangan

                      A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                      k = 2πλ

                      ω = 2πT (rads)

                      l = panjang tali (m)

                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Efek Doppler

                      x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                      λ = panjang gelombang (m)

                      t = waktu sesaat (s)

                      Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                      Ap = 2 A sin kx

                      Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                      gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                      Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                      amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                      tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                      Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                      S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                      =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                      Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                      P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                      =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                      Superposisi gelombang

                      Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                      akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                      simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                      sebuah gelombang baru

                      Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                      y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                      Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                      Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                      y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                      Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                      Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                      Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                      y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Efek Doppler

                      y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                      y = y1 + y2

                      = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                      y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                      Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                      y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                      Dengan

                      As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                      bebas

                      Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                      sebagai berikut

                      Ap maksimum saat cos〖(2π

                      x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                      x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                      helliphellip

                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                      Ap minimum saat cos〖(2π

                      x)( λ)〗=0 sehingga

                      x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                      helliphellip

                      Gelombang stasioner pada ujung terikat

                      Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                      y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                      y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                      Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                      y = y1 + y2

                      y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                      Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                      sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Efek Doppler

                      Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                      y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                      Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                      As = 2A sin2π(xλ)

                      Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                      karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                      Ap=2 A sin 2πλ x

                      Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                      x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                      yang dapat ditulis sebagai berikut

                      Ap=2 A sin(2πλ) x

                      Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                      x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Efek Doppler

                      Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                      membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                      tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                      kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                      hilang)

                      Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                      ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                      bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                      ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                      sumber

                      Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                      yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                      dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                      frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                      Jadi

                      1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                      pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                      2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                      maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                      3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                      VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                      fs

                      Hal ini disebabkan

                      1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                      2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                      1 1

                      s p

                      Efek Doppler

                      Dari kedua kesimpulan diatas maka

                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                      Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                      Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                      sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                      vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                      sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                      vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                      sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                      Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                      ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                      gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                      cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                      frekuensi

                      Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                      bentuk

                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                      ps

                      s p

                      ff

                      v v v v

                      p

                      p ss

                      v vf f

                      v v

                      pp s

                      s

                      v vf f

                      v v

                      Efek Doppler

                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                      VP= Kec pendengar ( ms )

                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                      1 Optika Geometri

                      a Hukum Pemantulan Snellius

                      Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                      bidang datar

                      Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                      b Cermin Datar

                      Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                      Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                      n = jumlah bayangan yang terlihat

                      = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                      c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                      Ketentuan

                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                      dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                      d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                      Catatan

                      Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                      cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                      sebagai berikut

                      e Pembiasan (Refraksi)

                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                      i = sudut datang

                      r = sudut bias

                      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                      nud = indeks bias udara = 1

                      2 Optika Fisik

                      a Sudut Dispersi

                      Q = Du - Dm

                      Q = sudut disperse

                      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                      b Celah Ganda (Percobaan Young)

                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                      = panjang gelombang cahaya

                      d = jarak antar celah

                      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                      L = jarak celah ke layar

                      k = 123 hellip dst

                      c Celah Tunggal

                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                      = sudut deviasi

                      d Difraksi Kisi

                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                      e Selaput Tipis

                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                      n = indeks bias selaput tipis

                      d = tebal selaput tipis

                      r = sudut bias

                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                      f Polarisasi

                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                      vektor medan magnet saling tegak lurus

                      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                      tongkat penggembala

                      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                      Hanya dipengaruhi oleh

                      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                      A Relativitas

                      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                      koordinat

                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                      batang

                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                      V = kecepatan pengamat

                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                      U = kecepatan pengamat

                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                      mo = massa partikel dalam keadaan diam

                      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                      E = m C2

                      E = energi yang timbul

                      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                      B Teori Kuantum

                      E = h f

                      E = kuantum energi dalam joule

                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                      fo = frekuensi batas (Hz)

                      me= massa elektron (kg)

                      Vo = kecepatan elektron

                      hf = W + Ek

                      hf = energi foton yang datang

                      W = energi pelepasan elektron

                      Ek = energi kinetik electron

                      ATOM BOHR

                      1048708 Postulat Bohr

                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                      dipancarkan mempunyai energi

                      GELOMBANG DE BROGLIE

                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                      1048708 Panjang gelombang foton

                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                      oleh Davisson amp Germer

                      = panjang gelombang de Broglie

                      = konstanta Planck

                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                      = massa partikel

                      = kecepatan partikel

                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                      = momentum foton

                      = konstanta Planck

                      = kecepatan cahaya (foton)

                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                      = panjang gelombang foton mula-mula

                      = konstanta Planck

                      = sudut penyimpangan foton

                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                      kecepatan elektron yang diemisikan

                      E = Energi

                      h = tetapan Planck

                      f = frekwensi

                      c = kecepatan cahaya

                      v = kecepatan

                      a = energi ambang

                      m = massa λ = panjang gelombang

                      p = momentum

                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                      Hypotesa de Broglie

                      Hamburan Compton

                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Catatan penting

                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                      Massa 1e = 9110-31 kg

                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                      Energi Nuklir

                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                      diperhitungkan

                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                      masalah kelangkaan energi

                      Fisi Nuklir

                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                      yaitu reaksi fisi nuklir

                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Energi Nuklir

                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Energi Nuklir

                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                      Reaktor Nuklir

                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                      batang kendali dan perisai beton

                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Energi Nuklir

                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                      reaktor

                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                      diizinkan

                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Energi Nuklir

                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                      reaktor

                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                      air bertekanan

                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Listrik Dinamis

                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                      Hukum Ohm

                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Listrik Dinamis

                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                      pada rangkaian yang

                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                      Hambatan Kawat Penghantar

                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Listrik Dinamis

                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                      ditulis

                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Listrik Dinamis

                      Hukum Kirchoff

                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                      arus listrik

                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                      Maka diperoleh persamaan

                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                      I masuk = I keluar

                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                      Rangkaian Seri

                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                      VAC = IR1 + IR2

                      I R1 = I(R1 + R2)

                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                      mati (putus) lampu yang lain padam

                      Rangkaian Paralel

                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                      diperoleh persamaan

                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                      yang lain tetap menyala

                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                      1 Rangkaian Resistor Seri

                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                      dengan n banyaknya R yang disusun

                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                      dirumuskan

                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                      Rp = R n

                      dengan n banyaknya R yang disusun

                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Listrik Statis

                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                      satu obyek ke obyek yang lain

                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Rangkaian Majemuk

                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                      turun

                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                      arah arus yang melaluinya

                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                      Usaha dan Energi Listrik

                      Usaha Listrik

                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                      muatan itu

                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                      positif

                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                      t

                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                      Kapasitansi

                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                      rumus dapat ditulis

                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                      disederhanakan

                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                      paralel

                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                      Rangkaian kapasitor

                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                      Rangkaian R

                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                      Rangkaian C

                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                      (iC) sebesar = -90deg

                      Rangkaian L

                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                      =+90deg

                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                      menurut hubungan

                      di sini T dalam detik

                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                      sama

                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                      resistor R ialah I2R

                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                      dalam hal resistor murni V = I R

                      dalam hal inductor murni V = I XL

                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                      henry dan f dalam hertz

                      dalam kapasitor murni V = I XC

                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                      Medan Magnet

                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                      Arah Kuat Medan Magnet

                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                      ini

                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                      1 Induksi Magnetik

                      Hukum Biot-Savart

                      Yang mana

                      B = induksi magnetic (weberm2)

                      i = kuat arus listrik (ampere)

                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                      k = = 10-7 weberampmeter

                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                      5 Gaya Lorentz

                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                      (GGL induksi)

                      Efisiensi trafo ( )

                      ps = daya sekunder (watt)

                      pp = daya primer (watt)

                      Np = jumlah lilitan primer

                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                      Vp = tegangan primer (volt)

                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                      untuk trafo ideal

                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                      Dasar alat semikonduktor

                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                      praktikal

                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                      listriknya

                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                      komponen-komponen lainnya

                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                      berukuran relatif kecil

                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                      IC (Integrated Circuit)

                      • Superposisi gelombang
                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                              • Hukum Ohm
                              • Hambatan Kawat Penghantar
                              • Hukum Kirchoff
                              • Dasar alat semikonduktor

                        12 Percepatan GLB dan GLBB

                        Analogi kinematika pada bidang lain

                        Sebuah bis melintasi motor patrol yang sedang diam dengan ugal-ugalan

                        disebuah jalan dengan kelajuan8 0 kmjam Segera motor patrol ini

                        mengejar bis tersebut Tentukan percepatan mobil patrol agar bis bisa

                        tersusul dalam selang waktu 5 menit

                        Jumlah penduduk Indonesia sekitar 220 juta dengan pertumbuhan 5

                        pertahun Produksi gula dalam negri hanya dapat memenuhi 70

                        dari kebutuhan dalam negri Tentukan pertumbuhan produksi gula dalam

                        negeri agar dalam jangka waktu 3 tahun dapat terpenuhi swasembada gula

                        kedua Persoalan tersebut setara

                        PERPINDAHAN

                        Perpindahan dan kecepatan merupakan besaran-besaran vektor

                        Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi sebuah objek

                        Contoh perhatikan gerak benda A dari X1 ke X2 pada

                        tayangan berikut ini

                        Panjang lintasan yang ditempuh 60 m

                        KELAJUAN

                        Kelajuan dan kecepatan adalah dua kata yang sering tertukar

                        Kelajuan berkaitan dengan panjang lintasan yang ditempuh dalam interval waktu

                        tertentuKelajuan merupakan besaran scalar

                        Contoh sebuah bis menempuh perjalanan dari Bandung ke Bogor yang panjang

                        lintasannya 120 km dalam waktu 4 jam Maka ldquolaju rata-ratardquo bis tersebut adalah 30

                        kmjam

                        v = D t

                        KECEPATAN

                        Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        13 Percepatan GLB dan GLBB

                        Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

                        untuk perpindahan tersebut

                        Kecepatan rata-rata

                        Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

                        berpindah dari X1 ke X2

                        Percepatan

                        Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

                        Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

                        kecepatan waktu

                        Percepatan rata-rata

                        Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

                        kecepatan

                        Gerak Lurus Beraturan

                        Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

                        dengan kecepatan konstan

                        Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

                        FORMULASI GLB

                        xt = x0 + vt

                        t waktu (berubah)

                        x0 posisi awal (tidak berubah)

                        v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                        xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

                        Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

                        Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        14 Percepatan GLB dan GLBB

                        vt = v0 + at

                        t waktu (berubah)

                        v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                        a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                        vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                        Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        15Hukum Newton

                        Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                        bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                        bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                        konstan

                        Jika = 0 maka v = tetap

                        Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                        Kelembaman (Inersia)

                        Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                        Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                        bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                        Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                        massanya massanya kecil

                        GAYA

                        bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                        bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                        adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                        bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                        tersebut adalah yang bekerja nol

                        Gaya Normal

                        bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                        bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                        bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                        lurus permukaan

                        BERAT (Gaya Gravitasi)

                        Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                        permukaan bumi

                        W=mg W = berat benda

                        m = massa benda

                        g = percepatan gravitasi

                        Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        16Hukum Newton

                        Hukum III Newton

                        bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                        sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                        gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                        bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                        F aksi = -F reaksi

                        bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                        normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                        gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                        Kesimpulan

                        bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                        sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                        bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                        Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                        bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                        dimulai

                        bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                        Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                        diterapkan

                        bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                        istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                        momentum daya impuls energy tumbukan dll

                        Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        17Hukum Newton

                        Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        Keseimbangan Partikel

                        Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                        bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                        Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                        Momen Gaya

                        Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                        Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                        sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                        Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                        gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                        Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                        gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                        Titik Berat Benda

                        Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                        a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                        b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                        c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                        Sifat - sifat

                        1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                        beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                        2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                        3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                        maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                        Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                        maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                        = resultan gaya di sumbu x

                        = resultan gaya di sumbu y

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        = jumlah momen gaya

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                        konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        a = v2r

                        yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                        Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                        benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                        tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                        centripetal

                        Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                        pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                        tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                        T

                        w

                        T

                        w

                        Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                        (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                        Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                        memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                        benda bergerak

                        Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                        1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                        2 Hukum kekekalan energy

                        Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                        dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                        1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                        dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                        rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                        kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                        Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                        panjang busur s dimana

                        s = r

                        atau = sr

                        dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                        Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                        - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                        2 - 1

                        t2 - t1 t

                        kecepatan sudut sesaat adalah

                        = lim t = ddt

                        t0

                        Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                        Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                        t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                        2 - 1

                        t2 - t1 t

                        dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                        = lim t = ddt

                        t0

                        Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                        kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                        karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                        Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                        dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                        bila diperlambat

                        2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                        Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                        yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                        (1) = o + t

                        (2) = o + 12 ( + o )t

                        (3) = o + ot + 12 t2

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                        3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                        PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                        Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                        jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                        s = r

                        bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                        dsdt = ddt r

                        Kecepatan linear partikel v = r

                        bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                        dvdt = ddt r

                        Percepatan tangensial partkel at = r

                        Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                        centripetal (radial)

                        ar = v2r

                        ar = 2r

                        Percepatan total partikel a = ar2+ at

                        2

                        5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                        Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                        didefinisikan = r x F

                        Besarnya torsi

                        = r F sin

                        rumusan ini dapat diubah menjadi

                        = r (F sin) = r F

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        atau = F (r sin) = F r

                        dimana F adalah

                        komponen F yang tegak lurus r dan

                        r adalah

                        komponen r yang tegak lurus F

                        6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                        Momentum sudut pada sebuah partikel

                        didefinisikan l = r x p

                        dengan p = mv

                        Besarnya momentum sudut

                        l = r p sin

                        rumusan ini dapat diubah menjadi

                        l = r (p sin) = r p

                        atau l = p (r sin) = p r

                        dimana p adalah

                        komponen p yang tegak lurus r dan

                        r adalah

                        komponen r yang tegak lurus p

                        Dari definisi momentum sudut l = r x p

                        bila dideferensialkan doperoleh

                        dldt = d (r x p)dt

                        dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                        dldt = (r x F) + (v x mv)

                        diperoleh

                        dldt =

                        dpdt = F

                        ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                        bekerja pada partikel tersebutrdquo

                        7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                        Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                        sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                        benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                        tersebut adalah

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        26

                        I = r2 dm

                        Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                        2 + + 12 mnvn2

                        karena v = r maka

                        K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                        2 + + 12 mn2rn2

                        K = 12 ( m1r12 ) 2

                        Energi kinetik rotasi benda

                        K = 12 I 2 K = 12 mv2

                        dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                        tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                        a distribusibentuk massabenda tersebut

                        b sumbu rotasi

                        Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                        dm

                        r

                        Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                        bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                        menjadi

                        I = Ipm + Mh2

                        dimana

                        Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                        M adalah massa total benda

                        8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                        salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                        adalah

                        = r x F

                        Arah torsi searah dengan sumbu z

                        Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                        ditempuh partikel ds dimana

                        ds = r d

                        Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                        dW = F ds

                        dW = F cos ds

                        dW = (F cos ) (r d)

                        dW = d

                        dW = F ds

                        Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                        dWdt = ddt

                        P =

                        P = F v

                        Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                        usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                        dWdt = dKdt

                        dWdt = d(12 I 2)dt

                        = 12 I d2dt

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        = I ddt

                        = I

                        = I

                        F = m a

                        9 MENGGELINDING

                        Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                        dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                        Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                        sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                        dinyatakan

                        vpm = R

                        apm = R

                        Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                        kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                        sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                        menggelinding

                        Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                        K = 12 IP 2

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                        = 12 ( Ipm + MR2) 2

                        = 12 Ipm2 + 12 MR22

                        K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                        Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                        sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                        murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                        sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                        31Pemuaian

                        Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                        terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                        dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                        bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                        volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                        tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                        fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                        hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                        inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                        inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                        atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                        mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                        makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                        yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                        selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                        dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                        FENOMENA FLUIDA

                        Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                        dalam air

                        Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                        Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                        tenggelam

                        Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                        Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                        32Pemuaian

                        TEKANAN HIDROSTATIS

                        Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                        Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                        zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                        massa jenis zat cair ( r )

                        dalam bejana

                        HUKUM PASCAL

                        Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                        P1 = P2

                        F1A1 = F2A2

                        HUKUM ARCHIMEDES

                        Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                        Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                        a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                        b melayang W = Fa THORN rb = rz

                        c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                        W = berat benda

                        Fa = gaya ke atas = rz V g

                        rb = massa jenis benda

                        rz = massa jenis fluida

                        V = volume benda

                        V = volume benda yang berada dalam fluida

                        Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                        Wz = W - Fa

                        Wz = berat benda di dalam zat cair

                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Ph = r g h

                        Pt = Po + Ph

                        F = P h A = r g V

                        r = massa jenis zat cair

                        h = tinggi zat cair dari permukaan

                        g = percepatan gravitasi

                        Pt = tekanan total

                        Po = tekanan udara luar

                        33Pemuaian

                        TEGANGAN PERMUKAAN

                        Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                        zat cair persatuan panjang(l)

                        g = F 2l

                        KAPILARITAS

                        Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                        dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                        y = 2 g cos q r g r

                        y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                        g = tegangan permukaan (Nm)

                        q = sudut kontak (derajat)

                        p = massa jenis zat cair (kg m3)

                        g = percepatan gravitas (m det2)

                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                        34Suhu

                        Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                        adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                        Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                        es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                        tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                        35Pemuaian

                        Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                        ΔL=Lo ΔT

                        = koefisien muai panjang

                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                        Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                        ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                        Pemuaian volume

                        ΔV=Vo ΔT

                        Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                        = koefisien muai volume

                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                        PEMUAIAN ZAT CAIR

                        Vt = VO ( 1 + Δ t )

                        Keterangan

                        = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                        PEMUAIAN GAS

                        Vt = VO ( 1 + Δ t )

                        Keterangan

                        = koef Muai volume gas = 1273

                        T = suhu harus dlm Kelvin

                        Maka formula dapat dalam bentuk

                        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                        36

                        ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                        1 terdiri dari molekul-molekul

                        2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                        agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                        3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                        molekul gas tersebut

                        4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                        5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                        bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                        6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                        tumbukannya dianggap lenting sempurna

                        7 berlaku hukum newton tentang gerak

                        PROSES ISOTHERMAL

                        Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                        DIMANA P adalah tekanan gas

                        V adalah volume gas

                        PROSES ISOVOLUME

                        Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                        temperaturnya dalam Kelvin

                        DIMANA P adalah tekanan gas

                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                        PROSES ISOBARIS

                        Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                        DIMANA V adalah volume gas

                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                        HUKUM AVOGADRO

                        setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                        sama pula

                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        37

                        DIMANA P adalah tekanan gas

                        V adalah volume gas

                        N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                        k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        38Hukum Termodinamika

                        Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                        keadaan awalnya

                        Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                        (1986-1832)

                        HUKUM TERMODINAMIKA

                        01 cp - cv = R

                        cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                        cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                        02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                        a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                        b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                        = konstanta Laplace

                        03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                        04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                        05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                        Q = U + W

                        Q = kalor yang masukkeluar sistem

                        U = perubahan energi dalam

                        W = Usaha luar

                        PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                        1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                        Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                        ( lihat gambar )

                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        39Hukum Termodinamika

                        sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                        Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                        Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                        Pemanasan Pendinginan

                        W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                        2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                        Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                        Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                        Pemanasan Pendinginan

                        V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                        Q = U2 - U1

                        Q = U

                        U = m cv ( T2 - T1 )

                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        40Hukum Termodinamika

                        3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                        Selama proses suhunya konstan

                        ( lihat gambar )

                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                        Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                        P1 V2 = P2 V2

                        Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                        Pemanasan Pendinginan

                        T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                        ln x =2303 log x

                        4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                        Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                        ( lihat gambar )

                        Sebelum proses Selamaakhir proses

                        oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        41Hukum Termodinamika

                        Pengembangan Pemampatan

                        Q = 0 ------agrave O = U + W

                        U2 -U1 = - W

                        T1V1g-1

                        = T2V2g-1

                        W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                        - V1g-1

                        )

                        P1V1g = P2V2g

                        06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                        Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                        T = suhu

                        η = efisiensi

                        P = tekanan

                        V = volume

                        W = usaha

                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Gerak Gelombang

                        Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                        bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                        secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                        dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                        gelombang dari 380 sampai 800 nm

                        Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                        dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                        dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                        berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                        Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                        dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                        melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                        (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                        E = h fatau

                        E = h cλ

                        Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                        Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Efek Doppler

                        Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                        maksimum tertentu

                        Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                        terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                        Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                        setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                        gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                        gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                        maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                        Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                        adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                        titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                        dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                        y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                        y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                        Keterangan

                        a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                        b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                        sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                        dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                        y = y1+ y2

                        =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                        Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                        sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                        Menjadi

                        y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                        y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                        Rumus interferensi

                        y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                        Keterangan

                        A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                        k = 2πλ

                        ω = 2πT (rads)

                        l = panjang tali (m)

                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Efek Doppler

                        x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                        λ = panjang gelombang (m)

                        t = waktu sesaat (s)

                        Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                        Ap = 2 A sin kx

                        Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                        gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                        Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                        amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                        tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                        Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                        S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                        =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                        Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                        P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                        =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                        Superposisi gelombang

                        Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                        akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                        simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                        sebuah gelombang baru

                        Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                        y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                        Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                        Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                        y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                        Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                        Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                        Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                        y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Efek Doppler

                        y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                        y = y1 + y2

                        = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                        y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                        Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                        y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                        Dengan

                        As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                        bebas

                        Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                        sebagai berikut

                        Ap maksimum saat cos〖(2π

                        x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                        x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                        helliphellip

                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                        Ap minimum saat cos〖(2π

                        x)( λ)〗=0 sehingga

                        x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                        helliphellip

                        Gelombang stasioner pada ujung terikat

                        Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                        y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                        y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                        Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                        y = y1 + y2

                        y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                        Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                        sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Efek Doppler

                        Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                        y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                        Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                        As = 2A sin2π(xλ)

                        Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                        karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                        Ap=2 A sin 2πλ x

                        Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                        x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                        yang dapat ditulis sebagai berikut

                        Ap=2 A sin(2πλ) x

                        Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                        x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Efek Doppler

                        Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                        membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                        tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                        kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                        hilang)

                        Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                        ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                        bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                        ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                        sumber

                        Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                        yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                        dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                        frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                        Jadi

                        1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                        pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                        2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                        maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                        3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                        VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                        fs

                        Hal ini disebabkan

                        1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                        2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                        1 1

                        s p

                        Efek Doppler

                        Dari kedua kesimpulan diatas maka

                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                        Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                        Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                        sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                        vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                        sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                        vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                        sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                        Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                        ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                        gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                        cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                        frekuensi

                        Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                        bentuk

                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                        ps

                        s p

                        ff

                        v v v v

                        p

                        p ss

                        v vf f

                        v v

                        pp s

                        s

                        v vf f

                        v v

                        Efek Doppler

                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                        VP= Kec pendengar ( ms )

                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                        1 Optika Geometri

                        a Hukum Pemantulan Snellius

                        Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                        bidang datar

                        Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                        b Cermin Datar

                        Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                        Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                        n = jumlah bayangan yang terlihat

                        = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                        c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                        Ketentuan

                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                        dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                        d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                        Catatan

                        Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                        cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                        sebagai berikut

                        e Pembiasan (Refraksi)

                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                        i = sudut datang

                        r = sudut bias

                        n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                        V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                        nud = indeks bias udara = 1

                        2 Optika Fisik

                        a Sudut Dispersi

                        Q = Du - Dm

                        Q = sudut disperse

                        Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                        b Celah Ganda (Percobaan Young)

                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                        = panjang gelombang cahaya

                        d = jarak antar celah

                        p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                        L = jarak celah ke layar

                        k = 123 hellip dst

                        c Celah Tunggal

                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                        = sudut deviasi

                        d Difraksi Kisi

                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                        e Selaput Tipis

                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                        n = indeks bias selaput tipis

                        d = tebal selaput tipis

                        r = sudut bias

                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                        f Polarisasi

                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                        vektor medan magnet saling tegak lurus

                        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                        tongkat penggembala

                        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                        Hanya dipengaruhi oleh

                        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                        A Relativitas

                        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                        koordinat

                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                        batang

                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                        V = kecepatan pengamat

                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                        U = kecepatan pengamat

                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                        mo = massa partikel dalam keadaan diam

                        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                        E = m C2

                        E = energi yang timbul

                        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                        B Teori Kuantum

                        E = h f

                        E = kuantum energi dalam joule

                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                        fo = frekuensi batas (Hz)

                        me= massa elektron (kg)

                        Vo = kecepatan elektron

                        hf = W + Ek

                        hf = energi foton yang datang

                        W = energi pelepasan elektron

                        Ek = energi kinetik electron

                        ATOM BOHR

                        1048708 Postulat Bohr

                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                        dipancarkan mempunyai energi

                        GELOMBANG DE BROGLIE

                        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                        1048708 Panjang gelombang foton

                        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                        oleh Davisson amp Germer

                        = panjang gelombang de Broglie

                        = konstanta Planck

                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                        = massa partikel

                        = kecepatan partikel

                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                        = momentum foton

                        = konstanta Planck

                        = kecepatan cahaya (foton)

                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                        = panjang gelombang foton mula-mula

                        = konstanta Planck

                        = sudut penyimpangan foton

                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                        kecepatan elektron yang diemisikan

                        E = Energi

                        h = tetapan Planck

                        f = frekwensi

                        c = kecepatan cahaya

                        v = kecepatan

                        a = energi ambang

                        m = massa λ = panjang gelombang

                        p = momentum

                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                        Hypotesa de Broglie

                        Hamburan Compton

                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Catatan penting

                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                        Massa 1e = 9110-31 kg

                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                        Energi Nuklir

                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                        diperhitungkan

                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                        masalah kelangkaan energi

                        Fisi Nuklir

                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                        yaitu reaksi fisi nuklir

                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Energi Nuklir

                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Energi Nuklir

                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                        Reaktor Nuklir

                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                        batang kendali dan perisai beton

                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Energi Nuklir

                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                        reaktor

                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                        diizinkan

                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Energi Nuklir

                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                        reaktor

                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                        air bertekanan

                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Listrik Dinamis

                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                        Hukum Ohm

                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Listrik Dinamis

                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                        pada rangkaian yang

                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                        Hambatan Kawat Penghantar

                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Listrik Dinamis

                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                        ditulis

                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Listrik Dinamis

                        Hukum Kirchoff

                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                        arus listrik

                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                        Maka diperoleh persamaan

                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                        I masuk = I keluar

                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                        Rangkaian Seri

                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                        VAC = IR1 + IR2

                        I R1 = I(R1 + R2)

                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                        mati (putus) lampu yang lain padam

                        Rangkaian Paralel

                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                        diperoleh persamaan

                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                        yang lain tetap menyala

                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                        1 Rangkaian Resistor Seri

                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                        dengan n banyaknya R yang disusun

                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                        dirumuskan

                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                        Rp = R n

                        dengan n banyaknya R yang disusun

                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Listrik Statis

                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                        satu obyek ke obyek yang lain

                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Rangkaian Majemuk

                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                        turun

                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                        arah arus yang melaluinya

                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                        Usaha dan Energi Listrik

                        Usaha Listrik

                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                        muatan itu

                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                        positif

                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                        t

                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                        Kapasitansi

                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                        rumus dapat ditulis

                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                        disederhanakan

                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                        paralel

                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                        Rangkaian kapasitor

                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                        Rangkaian R

                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                        Rangkaian C

                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                        (iC) sebesar = -90deg

                        Rangkaian L

                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                        =+90deg

                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                        menurut hubungan

                        di sini T dalam detik

                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                        sama

                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                        resistor R ialah I2R

                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                        dalam hal resistor murni V = I R

                        dalam hal inductor murni V = I XL

                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                        henry dan f dalam hertz

                        dalam kapasitor murni V = I XC

                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                        Medan Magnet

                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                        Arah Kuat Medan Magnet

                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                        ini

                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                        1 Induksi Magnetik

                        Hukum Biot-Savart

                        Yang mana

                        B = induksi magnetic (weberm2)

                        i = kuat arus listrik (ampere)

                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                        k = = 10-7 weberampmeter

                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                        5 Gaya Lorentz

                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                        (GGL induksi)

                        Efisiensi trafo ( )

                        ps = daya sekunder (watt)

                        pp = daya primer (watt)

                        Np = jumlah lilitan primer

                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                        Vp = tegangan primer (volt)

                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                        untuk trafo ideal

                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                        Dasar alat semikonduktor

                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                        praktikal

                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                        listriknya

                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                        komponen-komponen lainnya

                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                        berukuran relatif kecil

                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                        IC (Integrated Circuit)

                        • Superposisi gelombang
                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                • Hukum Ohm
                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                • Hukum Kirchoff
                                • Dasar alat semikonduktor

                          13 Percepatan GLB dan GLBB

                          Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi dengan waktu yang diperlukan

                          untuk perpindahan tersebut

                          Kecepatan rata-rata

                          Jika pada contoh gerak tadi diperlukan waktu 10 sekon untuk

                          berpindah dari X1 ke X2

                          Percepatan

                          Percepatan adalah perubahan kecepatan persatuan waktu (laju kecepatan)

                          Hubungan percepatan dengan waktu memiliki analogi dengan hubungan

                          kecepatan waktu

                          Percepatan rata-rata

                          Perlambatan juga merupakan percepatan tapi arahnya berlawanan dengan arah

                          kecepatan

                          Gerak Lurus Beraturan

                          Sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan (GLB) jika ia bergerak dalam lintasan lurus

                          dengan kecepatan konstan

                          Jarak s yang ditempuh selama waktu t tertentu adalah s = vt

                          FORMULASI GLB

                          xt = x0 + vt

                          t waktu (berubah)

                          x0 posisi awal (tidak berubah)

                          v kecepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                          xt posisi pada saat t (berubah bergantung waktu)

                          Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

                          Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          14 Percepatan GLB dan GLBB

                          vt = v0 + at

                          t waktu (berubah)

                          v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                          a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                          vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                          Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          15Hukum Newton

                          Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                          bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                          bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                          konstan

                          Jika = 0 maka v = tetap

                          Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                          Kelembaman (Inersia)

                          Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                          Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                          bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                          Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                          massanya massanya kecil

                          GAYA

                          bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                          bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                          adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                          bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                          tersebut adalah yang bekerja nol

                          Gaya Normal

                          bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                          bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                          bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                          lurus permukaan

                          BERAT (Gaya Gravitasi)

                          Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                          permukaan bumi

                          W=mg W = berat benda

                          m = massa benda

                          g = percepatan gravitasi

                          Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          16Hukum Newton

                          Hukum III Newton

                          bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                          sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                          gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                          bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                          F aksi = -F reaksi

                          bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                          normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                          gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                          Kesimpulan

                          bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                          sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                          bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                          Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                          bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                          dimulai

                          bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                          Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                          diterapkan

                          bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                          istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                          momentum daya impuls energy tumbukan dll

                          Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          17Hukum Newton

                          Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          Keseimbangan Partikel

                          Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                          bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                          Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                          Momen Gaya

                          Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                          Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                          sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                          Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                          gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                          Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                          gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                          Titik Berat Benda

                          Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                          a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                          b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                          c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                          Sifat - sifat

                          1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                          beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                          2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                          3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                          maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                          Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                          maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                          = resultan gaya di sumbu x

                          = resultan gaya di sumbu y

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          = jumlah momen gaya

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                          konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          a = v2r

                          yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                          Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                          benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                          tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                          centripetal

                          Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                          pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                          tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                          T

                          w

                          T

                          w

                          Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                          (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                          Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                          memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                          benda bergerak

                          Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                          1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                          2 Hukum kekekalan energy

                          Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                          dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                          1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                          dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                          rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                          kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                          Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                          panjang busur s dimana

                          s = r

                          atau = sr

                          dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                          Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                          - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                          2 - 1

                          t2 - t1 t

                          kecepatan sudut sesaat adalah

                          = lim t = ddt

                          t0

                          Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                          Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                          t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                          2 - 1

                          t2 - t1 t

                          dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                          = lim t = ddt

                          t0

                          Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                          kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                          karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                          Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                          dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                          bila diperlambat

                          2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                          Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                          yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                          (1) = o + t

                          (2) = o + 12 ( + o )t

                          (3) = o + ot + 12 t2

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                          3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                          PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                          Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                          jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                          s = r

                          bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                          dsdt = ddt r

                          Kecepatan linear partikel v = r

                          bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                          dvdt = ddt r

                          Percepatan tangensial partkel at = r

                          Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                          centripetal (radial)

                          ar = v2r

                          ar = 2r

                          Percepatan total partikel a = ar2+ at

                          2

                          5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                          Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                          didefinisikan = r x F

                          Besarnya torsi

                          = r F sin

                          rumusan ini dapat diubah menjadi

                          = r (F sin) = r F

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          atau = F (r sin) = F r

                          dimana F adalah

                          komponen F yang tegak lurus r dan

                          r adalah

                          komponen r yang tegak lurus F

                          6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                          Momentum sudut pada sebuah partikel

                          didefinisikan l = r x p

                          dengan p = mv

                          Besarnya momentum sudut

                          l = r p sin

                          rumusan ini dapat diubah menjadi

                          l = r (p sin) = r p

                          atau l = p (r sin) = p r

                          dimana p adalah

                          komponen p yang tegak lurus r dan

                          r adalah

                          komponen r yang tegak lurus p

                          Dari definisi momentum sudut l = r x p

                          bila dideferensialkan doperoleh

                          dldt = d (r x p)dt

                          dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                          dldt = (r x F) + (v x mv)

                          diperoleh

                          dldt =

                          dpdt = F

                          ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                          bekerja pada partikel tersebutrdquo

                          7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                          Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                          sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                          benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                          tersebut adalah

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          26

                          I = r2 dm

                          Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                          2 + + 12 mnvn2

                          karena v = r maka

                          K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                          2 + + 12 mn2rn2

                          K = 12 ( m1r12 ) 2

                          Energi kinetik rotasi benda

                          K = 12 I 2 K = 12 mv2

                          dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                          tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                          a distribusibentuk massabenda tersebut

                          b sumbu rotasi

                          Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                          dm

                          r

                          Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                          bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                          menjadi

                          I = Ipm + Mh2

                          dimana

                          Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                          M adalah massa total benda

                          8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                          salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                          adalah

                          = r x F

                          Arah torsi searah dengan sumbu z

                          Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                          ditempuh partikel ds dimana

                          ds = r d

                          Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                          dW = F ds

                          dW = F cos ds

                          dW = (F cos ) (r d)

                          dW = d

                          dW = F ds

                          Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                          dWdt = ddt

                          P =

                          P = F v

                          Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                          usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                          dWdt = dKdt

                          dWdt = d(12 I 2)dt

                          = 12 I d2dt

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          = I ddt

                          = I

                          = I

                          F = m a

                          9 MENGGELINDING

                          Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                          dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                          Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                          sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                          dinyatakan

                          vpm = R

                          apm = R

                          Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                          kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                          sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                          menggelinding

                          Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                          K = 12 IP 2

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                          = 12 ( Ipm + MR2) 2

                          = 12 Ipm2 + 12 MR22

                          K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                          Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                          sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                          murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                          sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                          31Pemuaian

                          Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                          terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                          dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                          bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                          volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                          tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                          fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                          hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                          inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                          inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                          atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                          mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                          makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                          yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                          selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                          dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                          FENOMENA FLUIDA

                          Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                          dalam air

                          Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                          Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                          tenggelam

                          Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                          Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                          32Pemuaian

                          TEKANAN HIDROSTATIS

                          Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                          Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                          zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                          massa jenis zat cair ( r )

                          dalam bejana

                          HUKUM PASCAL

                          Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                          P1 = P2

                          F1A1 = F2A2

                          HUKUM ARCHIMEDES

                          Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                          Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                          a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                          b melayang W = Fa THORN rb = rz

                          c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                          W = berat benda

                          Fa = gaya ke atas = rz V g

                          rb = massa jenis benda

                          rz = massa jenis fluida

                          V = volume benda

                          V = volume benda yang berada dalam fluida

                          Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                          Wz = W - Fa

                          Wz = berat benda di dalam zat cair

                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Ph = r g h

                          Pt = Po + Ph

                          F = P h A = r g V

                          r = massa jenis zat cair

                          h = tinggi zat cair dari permukaan

                          g = percepatan gravitasi

                          Pt = tekanan total

                          Po = tekanan udara luar

                          33Pemuaian

                          TEGANGAN PERMUKAAN

                          Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                          zat cair persatuan panjang(l)

                          g = F 2l

                          KAPILARITAS

                          Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                          dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                          y = 2 g cos q r g r

                          y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                          g = tegangan permukaan (Nm)

                          q = sudut kontak (derajat)

                          p = massa jenis zat cair (kg m3)

                          g = percepatan gravitas (m det2)

                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                          34Suhu

                          Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                          adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                          Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                          es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                          tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                          35Pemuaian

                          Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                          ΔL=Lo ΔT

                          = koefisien muai panjang

                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                          Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                          ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                          Pemuaian volume

                          ΔV=Vo ΔT

                          Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                          = koefisien muai volume

                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                          PEMUAIAN ZAT CAIR

                          Vt = VO ( 1 + Δ t )

                          Keterangan

                          = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                          PEMUAIAN GAS

                          Vt = VO ( 1 + Δ t )

                          Keterangan

                          = koef Muai volume gas = 1273

                          T = suhu harus dlm Kelvin

                          Maka formula dapat dalam bentuk

                          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                          36

                          ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                          1 terdiri dari molekul-molekul

                          2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                          agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                          3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                          molekul gas tersebut

                          4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                          5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                          bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                          6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                          tumbukannya dianggap lenting sempurna

                          7 berlaku hukum newton tentang gerak

                          PROSES ISOTHERMAL

                          Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                          DIMANA P adalah tekanan gas

                          V adalah volume gas

                          PROSES ISOVOLUME

                          Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                          temperaturnya dalam Kelvin

                          DIMANA P adalah tekanan gas

                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                          PROSES ISOBARIS

                          Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                          DIMANA V adalah volume gas

                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                          HUKUM AVOGADRO

                          setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                          sama pula

                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          37

                          DIMANA P adalah tekanan gas

                          V adalah volume gas

                          N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                          k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          38Hukum Termodinamika

                          Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                          keadaan awalnya

                          Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                          (1986-1832)

                          HUKUM TERMODINAMIKA

                          01 cp - cv = R

                          cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                          cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                          02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                          a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                          b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                          = konstanta Laplace

                          03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                          04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                          05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                          Q = U + W

                          Q = kalor yang masukkeluar sistem

                          U = perubahan energi dalam

                          W = Usaha luar

                          PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                          1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                          Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                          ( lihat gambar )

                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          39Hukum Termodinamika

                          sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                          Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                          Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                          Pemanasan Pendinginan

                          W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                          2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                          Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                          Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                          Pemanasan Pendinginan

                          V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                          Q = U2 - U1

                          Q = U

                          U = m cv ( T2 - T1 )

                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          40Hukum Termodinamika

                          3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                          Selama proses suhunya konstan

                          ( lihat gambar )

                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                          Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                          P1 V2 = P2 V2

                          Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                          Pemanasan Pendinginan

                          T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                          ln x =2303 log x

                          4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                          Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                          ( lihat gambar )

                          Sebelum proses Selamaakhir proses

                          oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          41Hukum Termodinamika

                          Pengembangan Pemampatan

                          Q = 0 ------agrave O = U + W

                          U2 -U1 = - W

                          T1V1g-1

                          = T2V2g-1

                          W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                          - V1g-1

                          )

                          P1V1g = P2V2g

                          06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                          Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                          T = suhu

                          η = efisiensi

                          P = tekanan

                          V = volume

                          W = usaha

                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Gerak Gelombang

                          Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                          bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                          secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                          dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                          gelombang dari 380 sampai 800 nm

                          Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                          dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                          dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                          berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                          Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                          dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                          melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                          (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                          E = h fatau

                          E = h cλ

                          Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                          Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Efek Doppler

                          Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                          maksimum tertentu

                          Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                          terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                          Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                          setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                          gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                          gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                          maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                          Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                          adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                          titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                          dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                          y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                          y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                          Keterangan

                          a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                          b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                          sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                          dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                          y = y1+ y2

                          =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                          Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                          sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                          Menjadi

                          y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                          y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                          Rumus interferensi

                          y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                          Keterangan

                          A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                          k = 2πλ

                          ω = 2πT (rads)

                          l = panjang tali (m)

                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Efek Doppler

                          x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                          λ = panjang gelombang (m)

                          t = waktu sesaat (s)

                          Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                          Ap = 2 A sin kx

                          Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                          gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                          Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                          amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                          tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                          Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                          S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                          =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                          Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                          P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                          =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                          Superposisi gelombang

                          Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                          akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                          simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                          sebuah gelombang baru

                          Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                          y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                          Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                          Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                          y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                          Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                          Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                          Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                          y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Efek Doppler

                          y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                          y = y1 + y2

                          = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                          y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                          Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                          y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                          Dengan

                          As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                          bebas

                          Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                          sebagai berikut

                          Ap maksimum saat cos〖(2π

                          x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                          x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                          helliphellip

                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                          Ap minimum saat cos〖(2π

                          x)( λ)〗=0 sehingga

                          x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                          helliphellip

                          Gelombang stasioner pada ujung terikat

                          Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                          y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                          y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                          Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                          y = y1 + y2

                          y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                          Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                          sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Efek Doppler

                          Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                          y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                          Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                          As = 2A sin2π(xλ)

                          Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                          karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                          Ap=2 A sin 2πλ x

                          Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                          x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                          yang dapat ditulis sebagai berikut

                          Ap=2 A sin(2πλ) x

                          Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                          x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Efek Doppler

                          Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                          membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                          tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                          kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                          hilang)

                          Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                          ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                          bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                          ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                          sumber

                          Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                          yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                          dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                          frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                          Jadi

                          1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                          pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                          2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                          maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                          3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                          VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                          fs

                          Hal ini disebabkan

                          1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                          2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                          1 1

                          s p

                          Efek Doppler

                          Dari kedua kesimpulan diatas maka

                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                          Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                          Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                          sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                          vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                          sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                          vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                          sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                          Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                          ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                          gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                          cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                          frekuensi

                          Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                          bentuk

                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                          ps

                          s p

                          ff

                          v v v v

                          p

                          p ss

                          v vf f

                          v v

                          pp s

                          s

                          v vf f

                          v v

                          Efek Doppler

                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                          VP= Kec pendengar ( ms )

                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                          1 Optika Geometri

                          a Hukum Pemantulan Snellius

                          Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                          bidang datar

                          Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                          b Cermin Datar

                          Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                          Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                          n = jumlah bayangan yang terlihat

                          = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                          c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                          Ketentuan

                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                          dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                          d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                          Catatan

                          Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                          cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                          sebagai berikut

                          e Pembiasan (Refraksi)

                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                          i = sudut datang

                          r = sudut bias

                          n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                          V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                          nud = indeks bias udara = 1

                          2 Optika Fisik

                          a Sudut Dispersi

                          Q = Du - Dm

                          Q = sudut disperse

                          Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                          b Celah Ganda (Percobaan Young)

                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                          = panjang gelombang cahaya

                          d = jarak antar celah

                          p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                          L = jarak celah ke layar

                          k = 123 hellip dst

                          c Celah Tunggal

                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                          = sudut deviasi

                          d Difraksi Kisi

                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                          e Selaput Tipis

                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                          n = indeks bias selaput tipis

                          d = tebal selaput tipis

                          r = sudut bias

                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                          f Polarisasi

                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                          vektor medan magnet saling tegak lurus

                          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                          tongkat penggembala

                          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                          Hanya dipengaruhi oleh

                          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                          A Relativitas

                          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                          koordinat

                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                          batang

                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                          V = kecepatan pengamat

                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                          U = kecepatan pengamat

                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                          mo = massa partikel dalam keadaan diam

                          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                          E = m C2

                          E = energi yang timbul

                          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                          B Teori Kuantum

                          E = h f

                          E = kuantum energi dalam joule

                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                          fo = frekuensi batas (Hz)

                          me= massa elektron (kg)

                          Vo = kecepatan elektron

                          hf = W + Ek

                          hf = energi foton yang datang

                          W = energi pelepasan elektron

                          Ek = energi kinetik electron

                          ATOM BOHR

                          1048708 Postulat Bohr

                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                          dipancarkan mempunyai energi

                          GELOMBANG DE BROGLIE

                          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                          1048708 Panjang gelombang foton

                          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                          oleh Davisson amp Germer

                          = panjang gelombang de Broglie

                          = konstanta Planck

                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                          = massa partikel

                          = kecepatan partikel

                          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                          = momentum foton

                          = konstanta Planck

                          = kecepatan cahaya (foton)

                          = panjang gelombang cahaya (foton)

                          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                          = panjang gelombang foton mula-mula

                          = konstanta Planck

                          = sudut penyimpangan foton

                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                          kecepatan elektron yang diemisikan

                          E = Energi

                          h = tetapan Planck

                          f = frekwensi

                          c = kecepatan cahaya

                          v = kecepatan

                          a = energi ambang

                          m = massa λ = panjang gelombang

                          p = momentum

                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                          Hypotesa de Broglie

                          Hamburan Compton

                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Catatan penting

                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                          Massa 1e = 9110-31 kg

                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                          Energi Nuklir

                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                          diperhitungkan

                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                          masalah kelangkaan energi

                          Fisi Nuklir

                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                          yaitu reaksi fisi nuklir

                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Energi Nuklir

                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Energi Nuklir

                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                          Reaktor Nuklir

                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                          batang kendali dan perisai beton

                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Energi Nuklir

                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                          reaktor

                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                          diizinkan

                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Energi Nuklir

                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                          reaktor

                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                          air bertekanan

                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Listrik Dinamis

                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                          Hukum Ohm

                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Listrik Dinamis

                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                          pada rangkaian yang

                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                          Hambatan Kawat Penghantar

                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Listrik Dinamis

                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                          ditulis

                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Listrik Dinamis

                          Hukum Kirchoff

                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                          arus listrik

                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                          Maka diperoleh persamaan

                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                          I masuk = I keluar

                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                          Rangkaian Seri

                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                          VAC = IR1 + IR2

                          I R1 = I(R1 + R2)

                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                          mati (putus) lampu yang lain padam

                          Rangkaian Paralel

                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                          diperoleh persamaan

                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                          yang lain tetap menyala

                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                          1 Rangkaian Resistor Seri

                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                          dengan n banyaknya R yang disusun

                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                          dirumuskan

                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                          Rp = R n

                          dengan n banyaknya R yang disusun

                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Listrik Statis

                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                          satu obyek ke obyek yang lain

                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Rangkaian Majemuk

                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                          turun

                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                          arah arus yang melaluinya

                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                          Usaha dan Energi Listrik

                          Usaha Listrik

                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                          muatan itu

                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                          positif

                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                          t

                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                          Kapasitansi

                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                          rumus dapat ditulis

                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                          disederhanakan

                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                          paralel

                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                          Rangkaian kapasitor

                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                          Rangkaian R

                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                          Rangkaian C

                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                          (iC) sebesar = -90deg

                          Rangkaian L

                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                          =+90deg

                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                          menurut hubungan

                          di sini T dalam detik

                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                          sama

                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                          resistor R ialah I2R

                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                          dalam hal resistor murni V = I R

                          dalam hal inductor murni V = I XL

                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                          henry dan f dalam hertz

                          dalam kapasitor murni V = I XC

                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                          Medan Magnet

                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                          Arah Kuat Medan Magnet

                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                          ini

                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                          1 Induksi Magnetik

                          Hukum Biot-Savart

                          Yang mana

                          B = induksi magnetic (weberm2)

                          i = kuat arus listrik (ampere)

                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                          k = = 10-7 weberampmeter

                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                          5 Gaya Lorentz

                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                          (GGL induksi)

                          Efisiensi trafo ( )

                          ps = daya sekunder (watt)

                          pp = daya primer (watt)

                          Np = jumlah lilitan primer

                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                          Vp = tegangan primer (volt)

                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                          untuk trafo ideal

                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                          Dasar alat semikonduktor

                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                          praktikal

                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                          listriknya

                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                          komponen-komponen lainnya

                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                          berukuran relatif kecil

                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                          IC (Integrated Circuit)

                          • Superposisi gelombang
                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                  • Hukum Ohm
                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                  • Hukum Kirchoff
                                  • Dasar alat semikonduktor

                            14 Percepatan GLB dan GLBB

                            vt = v0 + at

                            t waktu (berubah)

                            v0 kecepatan awal (tidak berubah)

                            a percepatan (tidak berubah besar maupun arahnya)

                            vt kecepatan pada saat t (berubah bergantung waktu)

                            Kinematika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            15Hukum Newton

                            Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                            bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                            bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                            konstan

                            Jika = 0 maka v = tetap

                            Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                            Kelembaman (Inersia)

                            Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                            Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                            bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                            Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                            massanya massanya kecil

                            GAYA

                            bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                            bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                            adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                            bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                            tersebut adalah yang bekerja nol

                            Gaya Normal

                            bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                            bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                            bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                            lurus permukaan

                            BERAT (Gaya Gravitasi)

                            Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                            permukaan bumi

                            W=mg W = berat benda

                            m = massa benda

                            g = percepatan gravitasi

                            Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            16Hukum Newton

                            Hukum III Newton

                            bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                            sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                            gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                            bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                            F aksi = -F reaksi

                            bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                            normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                            gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                            Kesimpulan

                            bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                            sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                            bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                            Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                            bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                            dimulai

                            bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                            Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                            diterapkan

                            bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                            istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                            momentum daya impuls energy tumbukan dll

                            Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            17Hukum Newton

                            Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            Keseimbangan Partikel

                            Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                            bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                            Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                            Momen Gaya

                            Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                            Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                            sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                            Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                            gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                            Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                            gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                            Titik Berat Benda

                            Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                            a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                            b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                            c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                            Sifat - sifat

                            1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                            beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                            2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                            3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                            maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                            Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                            maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                            = resultan gaya di sumbu x

                            = resultan gaya di sumbu y

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            = jumlah momen gaya

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                            konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            a = v2r

                            yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                            Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                            benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                            tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                            centripetal

                            Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                            pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                            tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                            T

                            w

                            T

                            w

                            Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                            (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                            Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                            memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                            benda bergerak

                            Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                            1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                            2 Hukum kekekalan energy

                            Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                            dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                            1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                            dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                            rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                            kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                            Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                            panjang busur s dimana

                            s = r

                            atau = sr

                            dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                            Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                            - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                            2 - 1

                            t2 - t1 t

                            kecepatan sudut sesaat adalah

                            = lim t = ddt

                            t0

                            Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                            Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                            t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                            2 - 1

                            t2 - t1 t

                            dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                            = lim t = ddt

                            t0

                            Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                            kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                            karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                            Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                            dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                            bila diperlambat

                            2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                            Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                            yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                            (1) = o + t

                            (2) = o + 12 ( + o )t

                            (3) = o + ot + 12 t2

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                            3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                            PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                            Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                            jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                            s = r

                            bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                            dsdt = ddt r

                            Kecepatan linear partikel v = r

                            bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                            dvdt = ddt r

                            Percepatan tangensial partkel at = r

                            Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                            centripetal (radial)

                            ar = v2r

                            ar = 2r

                            Percepatan total partikel a = ar2+ at

                            2

                            5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                            Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                            didefinisikan = r x F

                            Besarnya torsi

                            = r F sin

                            rumusan ini dapat diubah menjadi

                            = r (F sin) = r F

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            atau = F (r sin) = F r

                            dimana F adalah

                            komponen F yang tegak lurus r dan

                            r adalah

                            komponen r yang tegak lurus F

                            6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                            Momentum sudut pada sebuah partikel

                            didefinisikan l = r x p

                            dengan p = mv

                            Besarnya momentum sudut

                            l = r p sin

                            rumusan ini dapat diubah menjadi

                            l = r (p sin) = r p

                            atau l = p (r sin) = p r

                            dimana p adalah

                            komponen p yang tegak lurus r dan

                            r adalah

                            komponen r yang tegak lurus p

                            Dari definisi momentum sudut l = r x p

                            bila dideferensialkan doperoleh

                            dldt = d (r x p)dt

                            dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                            dldt = (r x F) + (v x mv)

                            diperoleh

                            dldt =

                            dpdt = F

                            ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                            bekerja pada partikel tersebutrdquo

                            7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                            Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                            sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                            benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                            tersebut adalah

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            26

                            I = r2 dm

                            Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                            2 + + 12 mnvn2

                            karena v = r maka

                            K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                            2 + + 12 mn2rn2

                            K = 12 ( m1r12 ) 2

                            Energi kinetik rotasi benda

                            K = 12 I 2 K = 12 mv2

                            dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                            tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                            a distribusibentuk massabenda tersebut

                            b sumbu rotasi

                            Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                            dm

                            r

                            Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                            bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                            menjadi

                            I = Ipm + Mh2

                            dimana

                            Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                            M adalah massa total benda

                            8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                            salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                            adalah

                            = r x F

                            Arah torsi searah dengan sumbu z

                            Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                            ditempuh partikel ds dimana

                            ds = r d

                            Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                            dW = F ds

                            dW = F cos ds

                            dW = (F cos ) (r d)

                            dW = d

                            dW = F ds

                            Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                            dWdt = ddt

                            P =

                            P = F v

                            Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                            usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                            dWdt = dKdt

                            dWdt = d(12 I 2)dt

                            = 12 I d2dt

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            = I ddt

                            = I

                            = I

                            F = m a

                            9 MENGGELINDING

                            Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                            dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                            Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                            sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                            dinyatakan

                            vpm = R

                            apm = R

                            Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                            kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                            sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                            menggelinding

                            Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                            K = 12 IP 2

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                            = 12 ( Ipm + MR2) 2

                            = 12 Ipm2 + 12 MR22

                            K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                            Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                            sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                            murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                            sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                            31Pemuaian

                            Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                            terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                            dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                            bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                            volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                            tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                            fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                            hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                            inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                            inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                            atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                            mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                            makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                            yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                            selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                            dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                            FENOMENA FLUIDA

                            Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                            dalam air

                            Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                            Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                            tenggelam

                            Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                            Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                            32Pemuaian

                            TEKANAN HIDROSTATIS

                            Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                            Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                            zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                            massa jenis zat cair ( r )

                            dalam bejana

                            HUKUM PASCAL

                            Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                            P1 = P2

                            F1A1 = F2A2

                            HUKUM ARCHIMEDES

                            Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                            Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                            a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                            b melayang W = Fa THORN rb = rz

                            c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                            W = berat benda

                            Fa = gaya ke atas = rz V g

                            rb = massa jenis benda

                            rz = massa jenis fluida

                            V = volume benda

                            V = volume benda yang berada dalam fluida

                            Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                            Wz = W - Fa

                            Wz = berat benda di dalam zat cair

                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Ph = r g h

                            Pt = Po + Ph

                            F = P h A = r g V

                            r = massa jenis zat cair

                            h = tinggi zat cair dari permukaan

                            g = percepatan gravitasi

                            Pt = tekanan total

                            Po = tekanan udara luar

                            33Pemuaian

                            TEGANGAN PERMUKAAN

                            Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                            zat cair persatuan panjang(l)

                            g = F 2l

                            KAPILARITAS

                            Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                            dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                            y = 2 g cos q r g r

                            y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                            g = tegangan permukaan (Nm)

                            q = sudut kontak (derajat)

                            p = massa jenis zat cair (kg m3)

                            g = percepatan gravitas (m det2)

                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                            34Suhu

                            Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                            adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                            Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                            es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                            tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                            35Pemuaian

                            Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                            ΔL=Lo ΔT

                            = koefisien muai panjang

                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                            Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                            ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                            Pemuaian volume

                            ΔV=Vo ΔT

                            Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                            = koefisien muai volume

                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                            PEMUAIAN ZAT CAIR

                            Vt = VO ( 1 + Δ t )

                            Keterangan

                            = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                            PEMUAIAN GAS

                            Vt = VO ( 1 + Δ t )

                            Keterangan

                            = koef Muai volume gas = 1273

                            T = suhu harus dlm Kelvin

                            Maka formula dapat dalam bentuk

                            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                            36

                            ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                            1 terdiri dari molekul-molekul

                            2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                            agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                            3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                            molekul gas tersebut

                            4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                            5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                            bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                            6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                            tumbukannya dianggap lenting sempurna

                            7 berlaku hukum newton tentang gerak

                            PROSES ISOTHERMAL

                            Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                            DIMANA P adalah tekanan gas

                            V adalah volume gas

                            PROSES ISOVOLUME

                            Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                            temperaturnya dalam Kelvin

                            DIMANA P adalah tekanan gas

                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                            PROSES ISOBARIS

                            Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                            DIMANA V adalah volume gas

                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                            HUKUM AVOGADRO

                            setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                            sama pula

                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            37

                            DIMANA P adalah tekanan gas

                            V adalah volume gas

                            N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                            k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            38Hukum Termodinamika

                            Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                            keadaan awalnya

                            Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                            (1986-1832)

                            HUKUM TERMODINAMIKA

                            01 cp - cv = R

                            cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                            cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                            02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                            a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                            b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                            = konstanta Laplace

                            03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                            04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                            05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                            Q = U + W

                            Q = kalor yang masukkeluar sistem

                            U = perubahan energi dalam

                            W = Usaha luar

                            PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                            1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                            Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                            ( lihat gambar )

                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            39Hukum Termodinamika

                            sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                            Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                            Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                            Pemanasan Pendinginan

                            W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                            2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                            Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                            Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                            Pemanasan Pendinginan

                            V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                            Q = U2 - U1

                            Q = U

                            U = m cv ( T2 - T1 )

                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            40Hukum Termodinamika

                            3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                            Selama proses suhunya konstan

                            ( lihat gambar )

                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                            Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                            P1 V2 = P2 V2

                            Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                            Pemanasan Pendinginan

                            T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                            ln x =2303 log x

                            4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                            Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                            ( lihat gambar )

                            Sebelum proses Selamaakhir proses

                            oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            41Hukum Termodinamika

                            Pengembangan Pemampatan

                            Q = 0 ------agrave O = U + W

                            U2 -U1 = - W

                            T1V1g-1

                            = T2V2g-1

                            W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                            - V1g-1

                            )

                            P1V1g = P2V2g

                            06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                            Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                            T = suhu

                            η = efisiensi

                            P = tekanan

                            V = volume

                            W = usaha

                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Gerak Gelombang

                            Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                            bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                            secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                            dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                            gelombang dari 380 sampai 800 nm

                            Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                            dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                            dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                            berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                            Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                            dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                            melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                            (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                            E = h fatau

                            E = h cλ

                            Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                            Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Efek Doppler

                            Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                            maksimum tertentu

                            Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                            terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                            Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                            setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                            gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                            gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                            maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                            Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                            adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                            titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                            dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                            y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                            y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                            Keterangan

                            a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                            b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                            sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                            dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                            y = y1+ y2

                            =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                            Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                            sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                            Menjadi

                            y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                            y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                            Rumus interferensi

                            y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                            Keterangan

                            A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                            k = 2πλ

                            ω = 2πT (rads)

                            l = panjang tali (m)

                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Efek Doppler

                            x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                            λ = panjang gelombang (m)

                            t = waktu sesaat (s)

                            Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                            Ap = 2 A sin kx

                            Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                            gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                            Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                            amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                            tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                            Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                            S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                            =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                            Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                            P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                            =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                            Superposisi gelombang

                            Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                            akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                            simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                            sebuah gelombang baru

                            Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                            y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                            Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                            Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                            y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                            Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                            Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                            Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                            y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Efek Doppler

                            y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                            y = y1 + y2

                            = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                            y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                            Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                            y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                            Dengan

                            As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                            bebas

                            Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                            sebagai berikut

                            Ap maksimum saat cos〖(2π

                            x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                            x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                            helliphellip

                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                            Ap minimum saat cos〖(2π

                            x)( λ)〗=0 sehingga

                            x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                            helliphellip

                            Gelombang stasioner pada ujung terikat

                            Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                            y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                            y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                            Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                            y = y1 + y2

                            y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                            Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                            sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Efek Doppler

                            Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                            y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                            Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                            As = 2A sin2π(xλ)

                            Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                            karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                            Ap=2 A sin 2πλ x

                            Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                            x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                            yang dapat ditulis sebagai berikut

                            Ap=2 A sin(2πλ) x

                            Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                            x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Efek Doppler

                            Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                            membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                            tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                            kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                            hilang)

                            Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                            ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                            bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                            ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                            sumber

                            Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                            yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                            dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                            frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                            Jadi

                            1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                            pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                            2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                            maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                            3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                            VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                            fs

                            Hal ini disebabkan

                            1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                            2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                            1 1

                            s p

                            Efek Doppler

                            Dari kedua kesimpulan diatas maka

                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                            Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                            Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                            sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                            vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                            sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                            vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                            sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                            Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                            ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                            gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                            cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                            frekuensi

                            Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                            bentuk

                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                            ps

                            s p

                            ff

                            v v v v

                            p

                            p ss

                            v vf f

                            v v

                            pp s

                            s

                            v vf f

                            v v

                            Efek Doppler

                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                            VP= Kec pendengar ( ms )

                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                            1 Optika Geometri

                            a Hukum Pemantulan Snellius

                            Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                            bidang datar

                            Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                            b Cermin Datar

                            Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                            Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                            n = jumlah bayangan yang terlihat

                            = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                            c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                            Ketentuan

                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                            dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                            d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                            Catatan

                            Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                            cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                            sebagai berikut

                            e Pembiasan (Refraksi)

                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                            i = sudut datang

                            r = sudut bias

                            n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                            V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                            nud = indeks bias udara = 1

                            2 Optika Fisik

                            a Sudut Dispersi

                            Q = Du - Dm

                            Q = sudut disperse

                            Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                            b Celah Ganda (Percobaan Young)

                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                            = panjang gelombang cahaya

                            d = jarak antar celah

                            p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                            L = jarak celah ke layar

                            k = 123 hellip dst

                            c Celah Tunggal

                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                            = sudut deviasi

                            d Difraksi Kisi

                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                            e Selaput Tipis

                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                            n = indeks bias selaput tipis

                            d = tebal selaput tipis

                            r = sudut bias

                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                            f Polarisasi

                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                            vektor medan magnet saling tegak lurus

                            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                            tongkat penggembala

                            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                            Hanya dipengaruhi oleh

                            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                            A Relativitas

                            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                            koordinat

                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                            batang

                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                            V = kecepatan pengamat

                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                            U = kecepatan pengamat

                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                            mo = massa partikel dalam keadaan diam

                            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                            E = m C2

                            E = energi yang timbul

                            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                            B Teori Kuantum

                            E = h f

                            E = kuantum energi dalam joule

                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                            fo = frekuensi batas (Hz)

                            me= massa elektron (kg)

                            Vo = kecepatan elektron

                            hf = W + Ek

                            hf = energi foton yang datang

                            W = energi pelepasan elektron

                            Ek = energi kinetik electron

                            ATOM BOHR

                            1048708 Postulat Bohr

                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                            dipancarkan mempunyai energi

                            GELOMBANG DE BROGLIE

                            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                            1048708 Panjang gelombang foton

                            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                            oleh Davisson amp Germer

                            = panjang gelombang de Broglie

                            = konstanta Planck

                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                            = massa partikel

                            = kecepatan partikel

                            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                            = momentum foton

                            = konstanta Planck

                            = kecepatan cahaya (foton)

                            = panjang gelombang cahaya (foton)

                            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                            = panjang gelombang foton mula-mula

                            = konstanta Planck

                            = sudut penyimpangan foton

                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                            kecepatan elektron yang diemisikan

                            E = Energi

                            h = tetapan Planck

                            f = frekwensi

                            c = kecepatan cahaya

                            v = kecepatan

                            a = energi ambang

                            m = massa λ = panjang gelombang

                            p = momentum

                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                            Hypotesa de Broglie

                            Hamburan Compton

                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Catatan penting

                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                            Massa 1e = 9110-31 kg

                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                            Energi Nuklir

                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                            diperhitungkan

                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                            masalah kelangkaan energi

                            Fisi Nuklir

                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                            yaitu reaksi fisi nuklir

                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Energi Nuklir

                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Energi Nuklir

                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                            Reaktor Nuklir

                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                            batang kendali dan perisai beton

                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Energi Nuklir

                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                            reaktor

                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                            diizinkan

                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Energi Nuklir

                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                            reaktor

                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                            air bertekanan

                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Listrik Dinamis

                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                            Hukum Ohm

                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Listrik Dinamis

                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                            pada rangkaian yang

                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                            Hambatan Kawat Penghantar

                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Listrik Dinamis

                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                            ditulis

                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Listrik Dinamis

                            Hukum Kirchoff

                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                            arus listrik

                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                            Maka diperoleh persamaan

                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                            I masuk = I keluar

                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                            Rangkaian Seri

                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                            VAC = IR1 + IR2

                            I R1 = I(R1 + R2)

                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                            mati (putus) lampu yang lain padam

                            Rangkaian Paralel

                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                            diperoleh persamaan

                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                            yang lain tetap menyala

                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                            1 Rangkaian Resistor Seri

                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                            dengan n banyaknya R yang disusun

                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                            dirumuskan

                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                            Rp = R n

                            dengan n banyaknya R yang disusun

                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Listrik Statis

                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                            satu obyek ke obyek yang lain

                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Rangkaian Majemuk

                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                            turun

                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                            arah arus yang melaluinya

                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                            Usaha dan Energi Listrik

                            Usaha Listrik

                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                            muatan itu

                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                            positif

                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                            t

                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                            Kapasitansi

                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                            rumus dapat ditulis

                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                            disederhanakan

                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                            paralel

                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                            Rangkaian kapasitor

                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                            Rangkaian R

                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                            Rangkaian C

                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                            (iC) sebesar = -90deg

                            Rangkaian L

                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                            =+90deg

                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                            menurut hubungan

                            di sini T dalam detik

                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                            sama

                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                            resistor R ialah I2R

                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                            dalam hal resistor murni V = I R

                            dalam hal inductor murni V = I XL

                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                            henry dan f dalam hertz

                            dalam kapasitor murni V = I XC

                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                            Medan Magnet

                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                            Arah Kuat Medan Magnet

                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                            ini

                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                            1 Induksi Magnetik

                            Hukum Biot-Savart

                            Yang mana

                            B = induksi magnetic (weberm2)

                            i = kuat arus listrik (ampere)

                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                            k = = 10-7 weberampmeter

                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                            5 Gaya Lorentz

                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                            (GGL induksi)

                            Efisiensi trafo ( )

                            ps = daya sekunder (watt)

                            pp = daya primer (watt)

                            Np = jumlah lilitan primer

                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                            Vp = tegangan primer (volt)

                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                            untuk trafo ideal

                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                            Dasar alat semikonduktor

                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                            praktikal

                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                            listriknya

                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                            komponen-komponen lainnya

                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                            berukuran relatif kecil

                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                            IC (Integrated Circuit)

                            • Superposisi gelombang
                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                    • Hukum Ohm
                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                    • Hukum Kirchoff
                                    • Dasar alat semikonduktor

                              15Hukum Newton

                              Hukum I Newton Jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan Nol maka

                              bull Benda yang mula-mula diam akan tetap diam

                              bull Benda yang mula-mula bergerak akan terus yang mula bergerak dengan kecepatan

                              konstan

                              Jika = 0 maka v = tetap

                              Mungkinkah sebuah benda tetap diam jika dikenai sebuah gaya

                              Kelembaman (Inersia)

                              Benda cenderung mempertahankan keadaan awalnya dan malas untuk berubah

                              Contoh Pernahkah anda naik angkot apa yang anda rasakan apa yang anda ketika mulai

                              bergerak secara tiba-tiba dan berhenti dandengan tiba-tiba pula

                              Manakah yang lebih lembam yang massanya besar atau Manakah yang lebih

                              massanya massanya kecil

                              GAYA

                              bull Gaya muncul sebagai interaksi dari dua buah bendasistem

                              bull Pada suatu benda bisa bekerja beberapa gaya sekaligus Gaya-gaya ini muncul karena

                              adanya Gaya interaksi benda tersebut dengan lingkungannya

                              bull Jika benda dalam keadaan setimbang resultan-resultan gaya yang bekerja pada benda

                              tersebut adalah yang bekerja nol

                              Gaya Normal

                              bull Bekerja pada dua permukaan yang bersentuhan

                              bull Arahnya tegak lurus permukaan (arah normal)

                              bull Fungsinya (jika benda dalam keadaan seimbang) menyeimbangkan gaya pada arah tegak

                              lurus permukaan

                              BERAT (Gaya Gravitasi)

                              Berat atau Gaya Gravitasi adalah gaya tarik bumi terhadap benda-benda di sekitar

                              permukaan bumi

                              W=mg W = berat benda

                              m = massa benda

                              g = percepatan gravitasi

                              Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              16Hukum Newton

                              Hukum III Newton

                              bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                              sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                              gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                              bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                              F aksi = -F reaksi

                              bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                              normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                              gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                              Kesimpulan

                              bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                              sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                              bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                              Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                              bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                              dimulai

                              bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                              Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                              diterapkan

                              bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                              istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                              momentum daya impuls energy tumbukan dll

                              Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              17Hukum Newton

                              Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              Keseimbangan Partikel

                              Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                              bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                              Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                              Momen Gaya

                              Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                              Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                              sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                              Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                              gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                              Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                              gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                              Titik Berat Benda

                              Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                              a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                              b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                              c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                              Sifat - sifat

                              1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                              beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                              2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                              3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                              maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                              Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                              maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                              = resultan gaya di sumbu x

                              = resultan gaya di sumbu y

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              = jumlah momen gaya

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                              konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              a = v2r

                              yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                              Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                              benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                              tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                              centripetal

                              Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                              pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                              tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                              T

                              w

                              T

                              w

                              Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                              (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                              Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                              memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                              benda bergerak

                              Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                              1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                              2 Hukum kekekalan energy

                              Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                              dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                              1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                              dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                              rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                              kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                              Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                              panjang busur s dimana

                              s = r

                              atau = sr

                              dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                              Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                              - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                              2 - 1

                              t2 - t1 t

                              kecepatan sudut sesaat adalah

                              = lim t = ddt

                              t0

                              Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                              Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                              t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                              2 - 1

                              t2 - t1 t

                              dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                              = lim t = ddt

                              t0

                              Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                              kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                              karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                              Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                              dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                              bila diperlambat

                              2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                              Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                              yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                              (1) = o + t

                              (2) = o + 12 ( + o )t

                              (3) = o + ot + 12 t2

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                              3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                              PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                              Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                              jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                              s = r

                              bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                              dsdt = ddt r

                              Kecepatan linear partikel v = r

                              bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                              dvdt = ddt r

                              Percepatan tangensial partkel at = r

                              Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                              centripetal (radial)

                              ar = v2r

                              ar = 2r

                              Percepatan total partikel a = ar2+ at

                              2

                              5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                              Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                              didefinisikan = r x F

                              Besarnya torsi

                              = r F sin

                              rumusan ini dapat diubah menjadi

                              = r (F sin) = r F

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              atau = F (r sin) = F r

                              dimana F adalah

                              komponen F yang tegak lurus r dan

                              r adalah

                              komponen r yang tegak lurus F

                              6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                              Momentum sudut pada sebuah partikel

                              didefinisikan l = r x p

                              dengan p = mv

                              Besarnya momentum sudut

                              l = r p sin

                              rumusan ini dapat diubah menjadi

                              l = r (p sin) = r p

                              atau l = p (r sin) = p r

                              dimana p adalah

                              komponen p yang tegak lurus r dan

                              r adalah

                              komponen r yang tegak lurus p

                              Dari definisi momentum sudut l = r x p

                              bila dideferensialkan doperoleh

                              dldt = d (r x p)dt

                              dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                              dldt = (r x F) + (v x mv)

                              diperoleh

                              dldt =

                              dpdt = F

                              ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                              bekerja pada partikel tersebutrdquo

                              7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                              Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                              sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                              benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                              tersebut adalah

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              26

                              I = r2 dm

                              Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                              2 + + 12 mnvn2

                              karena v = r maka

                              K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                              2 + + 12 mn2rn2

                              K = 12 ( m1r12 ) 2

                              Energi kinetik rotasi benda

                              K = 12 I 2 K = 12 mv2

                              dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                              tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                              a distribusibentuk massabenda tersebut

                              b sumbu rotasi

                              Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                              dm

                              r

                              Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                              bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                              menjadi

                              I = Ipm + Mh2

                              dimana

                              Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                              M adalah massa total benda

                              8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                              salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                              adalah

                              = r x F

                              Arah torsi searah dengan sumbu z

                              Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                              ditempuh partikel ds dimana

                              ds = r d

                              Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                              dW = F ds

                              dW = F cos ds

                              dW = (F cos ) (r d)

                              dW = d

                              dW = F ds

                              Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                              dWdt = ddt

                              P =

                              P = F v

                              Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                              usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                              dWdt = dKdt

                              dWdt = d(12 I 2)dt

                              = 12 I d2dt

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              = I ddt

                              = I

                              = I

                              F = m a

                              9 MENGGELINDING

                              Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                              dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                              Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                              sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                              dinyatakan

                              vpm = R

                              apm = R

                              Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                              kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                              sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                              menggelinding

                              Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                              K = 12 IP 2

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                              = 12 ( Ipm + MR2) 2

                              = 12 Ipm2 + 12 MR22

                              K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                              Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                              sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                              murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                              sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                              31Pemuaian

                              Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                              terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                              dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                              bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                              volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                              tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                              fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                              hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                              inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                              inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                              atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                              mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                              makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                              yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                              selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                              dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                              FENOMENA FLUIDA

                              Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                              dalam air

                              Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                              Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                              tenggelam

                              Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                              Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                              32Pemuaian

                              TEKANAN HIDROSTATIS

                              Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                              Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                              zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                              massa jenis zat cair ( r )

                              dalam bejana

                              HUKUM PASCAL

                              Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                              P1 = P2

                              F1A1 = F2A2

                              HUKUM ARCHIMEDES

                              Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                              Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                              a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                              b melayang W = Fa THORN rb = rz

                              c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                              W = berat benda

                              Fa = gaya ke atas = rz V g

                              rb = massa jenis benda

                              rz = massa jenis fluida

                              V = volume benda

                              V = volume benda yang berada dalam fluida

                              Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                              Wz = W - Fa

                              Wz = berat benda di dalam zat cair

                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Ph = r g h

                              Pt = Po + Ph

                              F = P h A = r g V

                              r = massa jenis zat cair

                              h = tinggi zat cair dari permukaan

                              g = percepatan gravitasi

                              Pt = tekanan total

                              Po = tekanan udara luar

                              33Pemuaian

                              TEGANGAN PERMUKAAN

                              Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                              zat cair persatuan panjang(l)

                              g = F 2l

                              KAPILARITAS

                              Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                              dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                              y = 2 g cos q r g r

                              y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                              g = tegangan permukaan (Nm)

                              q = sudut kontak (derajat)

                              p = massa jenis zat cair (kg m3)

                              g = percepatan gravitas (m det2)

                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                              34Suhu

                              Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                              adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                              Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                              es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                              tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                              35Pemuaian

                              Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                              ΔL=Lo ΔT

                              = koefisien muai panjang

                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                              Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                              ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                              Pemuaian volume

                              ΔV=Vo ΔT

                              Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                              = koefisien muai volume

                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                              PEMUAIAN ZAT CAIR

                              Vt = VO ( 1 + Δ t )

                              Keterangan

                              = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                              PEMUAIAN GAS

                              Vt = VO ( 1 + Δ t )

                              Keterangan

                              = koef Muai volume gas = 1273

                              T = suhu harus dlm Kelvin

                              Maka formula dapat dalam bentuk

                              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                              36

                              ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                              1 terdiri dari molekul-molekul

                              2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                              agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                              3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                              molekul gas tersebut

                              4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                              5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                              bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                              6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                              tumbukannya dianggap lenting sempurna

                              7 berlaku hukum newton tentang gerak

                              PROSES ISOTHERMAL

                              Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                              DIMANA P adalah tekanan gas

                              V adalah volume gas

                              PROSES ISOVOLUME

                              Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                              temperaturnya dalam Kelvin

                              DIMANA P adalah tekanan gas

                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                              PROSES ISOBARIS

                              Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                              DIMANA V adalah volume gas

                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                              HUKUM AVOGADRO

                              setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                              sama pula

                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              37

                              DIMANA P adalah tekanan gas

                              V adalah volume gas

                              N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                              k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              38Hukum Termodinamika

                              Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                              keadaan awalnya

                              Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                              (1986-1832)

                              HUKUM TERMODINAMIKA

                              01 cp - cv = R

                              cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                              cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                              02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                              a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                              b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                              = konstanta Laplace

                              03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                              04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                              05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                              Q = U + W

                              Q = kalor yang masukkeluar sistem

                              U = perubahan energi dalam

                              W = Usaha luar

                              PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                              1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                              Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                              ( lihat gambar )

                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              39Hukum Termodinamika

                              sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                              Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                              Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                              Pemanasan Pendinginan

                              W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                              2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                              Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                              Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                              Pemanasan Pendinginan

                              V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                              Q = U2 - U1

                              Q = U

                              U = m cv ( T2 - T1 )

                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              40Hukum Termodinamika

                              3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                              Selama proses suhunya konstan

                              ( lihat gambar )

                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                              Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                              P1 V2 = P2 V2

                              Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                              Pemanasan Pendinginan

                              T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                              ln x =2303 log x

                              4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                              Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                              ( lihat gambar )

                              Sebelum proses Selamaakhir proses

                              oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              41Hukum Termodinamika

                              Pengembangan Pemampatan

                              Q = 0 ------agrave O = U + W

                              U2 -U1 = - W

                              T1V1g-1

                              = T2V2g-1

                              W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                              - V1g-1

                              )

                              P1V1g = P2V2g

                              06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                              Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                              T = suhu

                              η = efisiensi

                              P = tekanan

                              V = volume

                              W = usaha

                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Gerak Gelombang

                              Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                              bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                              secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                              dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                              gelombang dari 380 sampai 800 nm

                              Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                              dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                              dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                              berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                              Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                              dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                              melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                              (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                              E = h fatau

                              E = h cλ

                              Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                              Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Efek Doppler

                              Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                              maksimum tertentu

                              Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                              terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                              Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                              setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                              gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                              gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                              maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                              Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                              adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                              titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                              dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                              y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                              y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                              Keterangan

                              a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                              b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                              sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                              dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                              y = y1+ y2

                              =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                              Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                              sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                              Menjadi

                              y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                              y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                              Rumus interferensi

                              y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                              Keterangan

                              A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                              k = 2πλ

                              ω = 2πT (rads)

                              l = panjang tali (m)

                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Efek Doppler

                              x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                              λ = panjang gelombang (m)

                              t = waktu sesaat (s)

                              Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                              Ap = 2 A sin kx

                              Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                              gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                              Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                              amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                              tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                              Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                              S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                              =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                              Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                              P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                              =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                              Superposisi gelombang

                              Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                              akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                              simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                              sebuah gelombang baru

                              Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                              y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                              Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                              Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                              y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                              Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                              Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                              Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                              y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Efek Doppler

                              y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                              y = y1 + y2

                              = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                              y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                              Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                              y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                              Dengan

                              As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                              bebas

                              Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                              sebagai berikut

                              Ap maksimum saat cos〖(2π

                              x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                              x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                              helliphellip

                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                              Ap minimum saat cos〖(2π

                              x)( λ)〗=0 sehingga

                              x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                              helliphellip

                              Gelombang stasioner pada ujung terikat

                              Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                              y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                              y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                              Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                              y = y1 + y2

                              y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                              Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                              sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Efek Doppler

                              Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                              y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                              Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                              As = 2A sin2π(xλ)

                              Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                              karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                              Ap=2 A sin 2πλ x

                              Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                              x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                              yang dapat ditulis sebagai berikut

                              Ap=2 A sin(2πλ) x

                              Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                              x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Efek Doppler

                              Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                              membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                              tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                              kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                              hilang)

                              Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                              ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                              bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                              ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                              sumber

                              Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                              yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                              dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                              frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                              Jadi

                              1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                              pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                              2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                              maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                              3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                              VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                              fs

                              Hal ini disebabkan

                              1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                              2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                              1 1

                              s p

                              Efek Doppler

                              Dari kedua kesimpulan diatas maka

                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                              Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                              Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                              sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                              vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                              sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                              vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                              sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                              Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                              ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                              gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                              cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                              frekuensi

                              Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                              bentuk

                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                              ps

                              s p

                              ff

                              v v v v

                              p

                              p ss

                              v vf f

                              v v

                              pp s

                              s

                              v vf f

                              v v

                              Efek Doppler

                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                              VP= Kec pendengar ( ms )

                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                              1 Optika Geometri

                              a Hukum Pemantulan Snellius

                              Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                              bidang datar

                              Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                              b Cermin Datar

                              Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                              Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                              n = jumlah bayangan yang terlihat

                              = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                              c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                              Ketentuan

                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                              dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                              d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                              Catatan

                              Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                              cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                              sebagai berikut

                              e Pembiasan (Refraksi)

                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                              i = sudut datang

                              r = sudut bias

                              n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                              V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                              nud = indeks bias udara = 1

                              2 Optika Fisik

                              a Sudut Dispersi

                              Q = Du - Dm

                              Q = sudut disperse

                              Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                              b Celah Ganda (Percobaan Young)

                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                              = panjang gelombang cahaya

                              d = jarak antar celah

                              p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                              L = jarak celah ke layar

                              k = 123 hellip dst

                              c Celah Tunggal

                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                              = sudut deviasi

                              d Difraksi Kisi

                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                              e Selaput Tipis

                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                              n = indeks bias selaput tipis

                              d = tebal selaput tipis

                              r = sudut bias

                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                              f Polarisasi

                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                              magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                              vektor medan magnet saling tegak lurus

                              ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                              sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                              Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                              Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                              Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                              tongkat penggembala

                              Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                              udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                              Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                              Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                              listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                              lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                              dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                              Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                              paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                              perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                              Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                              Hanya dipengaruhi oleh

                              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                              A Relativitas

                              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                              koordinat

                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                              batang

                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                              V = kecepatan pengamat

                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                              U = kecepatan pengamat

                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                              mo = massa partikel dalam keadaan diam

                              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                              E = m C2

                              E = energi yang timbul

                              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                              B Teori Kuantum

                              E = h f

                              E = kuantum energi dalam joule

                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                              fo = frekuensi batas (Hz)

                              me= massa elektron (kg)

                              Vo = kecepatan elektron

                              hf = W + Ek

                              hf = energi foton yang datang

                              W = energi pelepasan elektron

                              Ek = energi kinetik electron

                              ATOM BOHR

                              1048708 Postulat Bohr

                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                              dipancarkan mempunyai energi

                              GELOMBANG DE BROGLIE

                              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                              1048708 Panjang gelombang foton

                              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                              oleh Davisson amp Germer

                              = panjang gelombang de Broglie

                              = konstanta Planck

                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                              = massa partikel

                              = kecepatan partikel

                              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                              = momentum foton

                              = konstanta Planck

                              = kecepatan cahaya (foton)

                              = panjang gelombang cahaya (foton)

                              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                              = panjang gelombang foton mula-mula

                              = konstanta Planck

                              = sudut penyimpangan foton

                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                              kecepatan elektron yang diemisikan

                              E = Energi

                              h = tetapan Planck

                              f = frekwensi

                              c = kecepatan cahaya

                              v = kecepatan

                              a = energi ambang

                              m = massa λ = panjang gelombang

                              p = momentum

                              p=momentum Ek = Energi kinetik

                              Hypotesa de Broglie

                              Hamburan Compton

                              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Catatan penting

                              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                              Massa 1e = 9110-31 kg

                              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                              Energi Nuklir

                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                              diperhitungkan

                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                              masalah kelangkaan energi

                              Fisi Nuklir

                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                              yaitu reaksi fisi nuklir

                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Energi Nuklir

                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Energi Nuklir

                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                              Reaktor Nuklir

                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                              batang kendali dan perisai beton

                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Energi Nuklir

                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                              reaktor

                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                              diizinkan

                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Energi Nuklir

                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                              reaktor

                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                              air bertekanan

                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Listrik Dinamis

                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                              Hukum Ohm

                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Listrik Dinamis

                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                              pada rangkaian yang

                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                              Hambatan Kawat Penghantar

                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Listrik Dinamis

                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                              ditulis

                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Listrik Dinamis

                              Hukum Kirchoff

                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                              arus listrik

                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                              Maka diperoleh persamaan

                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                              I masuk = I keluar

                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                              Rangkaian Seri

                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                              VAC = IR1 + IR2

                              I R1 = I(R1 + R2)

                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                              mati (putus) lampu yang lain padam

                              Rangkaian Paralel

                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                              diperoleh persamaan

                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                              yang lain tetap menyala

                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                              1 Rangkaian Resistor Seri

                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                              dengan n banyaknya R yang disusun

                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                              dirumuskan

                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                              Rp = R n

                              dengan n banyaknya R yang disusun

                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Listrik Statis

                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                              satu obyek ke obyek yang lain

                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Rangkaian Majemuk

                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                              turun

                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                              arah arus yang melaluinya

                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                              Usaha dan Energi Listrik

                              Usaha Listrik

                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                              muatan itu

                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                              positif

                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                              t

                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                              Kapasitansi

                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                              rumus dapat ditulis

                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                              disederhanakan

                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                              paralel

                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                              Rangkaian kapasitor

                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                              Rangkaian R

                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                              Rangkaian C

                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                              (iC) sebesar = -90deg

                              Rangkaian L

                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                              =+90deg

                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                              menurut hubungan

                              di sini T dalam detik

                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                              sama

                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                              resistor R ialah I2R

                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                              dalam hal resistor murni V = I R

                              dalam hal inductor murni V = I XL

                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                              henry dan f dalam hertz

                              dalam kapasitor murni V = I XC

                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                              Medan Magnet

                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                              Arah Kuat Medan Magnet

                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                              ini

                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                              1 Induksi Magnetik

                              Hukum Biot-Savart

                              Yang mana

                              B = induksi magnetic (weberm2)

                              i = kuat arus listrik (ampere)

                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                              k = = 10-7 weberampmeter

                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                              5 Gaya Lorentz

                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                              (GGL induksi)

                              Efisiensi trafo ( )

                              ps = daya sekunder (watt)

                              pp = daya primer (watt)

                              Np = jumlah lilitan primer

                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                              Vp = tegangan primer (volt)

                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                              untuk trafo ideal

                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                              Dasar alat semikonduktor

                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                              praktikal

                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                              listriknya

                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                              komponen-komponen lainnya

                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                              berukuran relatif kecil

                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                              IC (Integrated Circuit)

                              • Superposisi gelombang
                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                      • Hukum Ohm
                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                      • Hukum Kirchoff
                                      • Dasar alat semikonduktor

                                16Hukum Newton

                                Hukum III Newton

                                bull Jika sebuah benda pertama memberikan gaya pada benda kedua maka pada saat yang

                                sama benda kedua maka yang sama ini juga memberikan gaya pada benda pertama dengan

                                gaya yang sama besar tapi berlawanan arah yang sama

                                bull Menurut bahasa yang dipermudah yang dipermudah

                                F aksi = -F reaksi

                                bull Sebuah buku terletak di atas meja Pada buku tersebut bekerja gaya gravitasi dan gaya

                                normall yang besarnya normal besarnya sama tetapi arahnya berlawanan Apakah kedua

                                gaya Apakah tersebut merupakan pasangan gaya aksi-reaksi

                                Kesimpulan

                                bull Semua gejala yang berkaitan dengan gerak dalam mekanika klasik yang berkaitan

                                sebetulnya dapat digambarkan melalui hukum-hukum Newton saja

                                bull Tetapi dalam kondisi-kondisi fisis tertentu pemakaian hukum-hukum

                                Newton tidaklah praktis sehingga dirasakan perlu dikembangkan konsep-konsep yang lain

                                bull Kerjakan tugas kedua dan kumpulkan minggu depan sebelum kuliah

                                dimulai

                                bull Pada pertemuan selanjutnya akan dibahas konsep Kerja-Energi dan konsep Impuls-

                                Momentum yang merupakan konsep-konsepmerupakanyang lebih mudah untuk

                                diterapkan

                                bull Persiapkan diri anda dengan dengan membaca buku-buku tekstentang konsep ini Kenali

                                istilah-istilah kerja atau usaha energi energi kinetik energi potensial daya iimpuls

                                momentum daya impuls energy tumbukan dll

                                Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                17Hukum Newton

                                Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                Keseimbangan Partikel

                                Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                                bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                                Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                                Momen Gaya

                                Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                                Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                                sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                                Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                                gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                                Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                                gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                                Titik Berat Benda

                                Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                                a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                                b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                                c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                                Sifat - sifat

                                1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                                beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                                2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                                3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                                maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                                Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                                maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                                = resultan gaya di sumbu x

                                = resultan gaya di sumbu y

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                = jumlah momen gaya

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                                konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                a = v2r

                                yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                centripetal

                                Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                T

                                w

                                T

                                w

                                Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                benda bergerak

                                Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                2 Hukum kekekalan energy

                                Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                panjang busur s dimana

                                s = r

                                atau = sr

                                dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                2 - 1

                                t2 - t1 t

                                kecepatan sudut sesaat adalah

                                = lim t = ddt

                                t0

                                Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                2 - 1

                                t2 - t1 t

                                dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                = lim t = ddt

                                t0

                                Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                bila diperlambat

                                2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                (1) = o + t

                                (2) = o + 12 ( + o )t

                                (3) = o + ot + 12 t2

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                s = r

                                bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                dsdt = ddt r

                                Kecepatan linear partikel v = r

                                bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                dvdt = ddt r

                                Percepatan tangensial partkel at = r

                                Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                centripetal (radial)

                                ar = v2r

                                ar = 2r

                                Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                2

                                5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                didefinisikan = r x F

                                Besarnya torsi

                                = r F sin

                                rumusan ini dapat diubah menjadi

                                = r (F sin) = r F

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                atau = F (r sin) = F r

                                dimana F adalah

                                komponen F yang tegak lurus r dan

                                r adalah

                                komponen r yang tegak lurus F

                                6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                Momentum sudut pada sebuah partikel

                                didefinisikan l = r x p

                                dengan p = mv

                                Besarnya momentum sudut

                                l = r p sin

                                rumusan ini dapat diubah menjadi

                                l = r (p sin) = r p

                                atau l = p (r sin) = p r

                                dimana p adalah

                                komponen p yang tegak lurus r dan

                                r adalah

                                komponen r yang tegak lurus p

                                Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                bila dideferensialkan doperoleh

                                dldt = d (r x p)dt

                                dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                dldt = (r x F) + (v x mv)

                                diperoleh

                                dldt =

                                dpdt = F

                                ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                tersebut adalah

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                26

                                I = r2 dm

                                Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                2 + + 12 mnvn2

                                karena v = r maka

                                K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                2 + + 12 mn2rn2

                                K = 12 ( m1r12 ) 2

                                Energi kinetik rotasi benda

                                K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                a distribusibentuk massabenda tersebut

                                b sumbu rotasi

                                Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                dm

                                r

                                Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                menjadi

                                I = Ipm + Mh2

                                dimana

                                Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                M adalah massa total benda

                                8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                adalah

                                = r x F

                                Arah torsi searah dengan sumbu z

                                Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                ditempuh partikel ds dimana

                                ds = r d

                                Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                dW = F ds

                                dW = F cos ds

                                dW = (F cos ) (r d)

                                dW = d

                                dW = F ds

                                Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                dWdt = ddt

                                P =

                                P = F v

                                Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                dWdt = dKdt

                                dWdt = d(12 I 2)dt

                                = 12 I d2dt

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                = I ddt

                                = I

                                = I

                                F = m a

                                9 MENGGELINDING

                                Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                dinyatakan

                                vpm = R

                                apm = R

                                Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                menggelinding

                                Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                K = 12 IP 2

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                31Pemuaian

                                Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                FENOMENA FLUIDA

                                Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                dalam air

                                Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                tenggelam

                                Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                32Pemuaian

                                TEKANAN HIDROSTATIS

                                Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                massa jenis zat cair ( r )

                                dalam bejana

                                HUKUM PASCAL

                                Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                P1 = P2

                                F1A1 = F2A2

                                HUKUM ARCHIMEDES

                                Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                W = berat benda

                                Fa = gaya ke atas = rz V g

                                rb = massa jenis benda

                                rz = massa jenis fluida

                                V = volume benda

                                V = volume benda yang berada dalam fluida

                                Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                Wz = W - Fa

                                Wz = berat benda di dalam zat cair

                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Ph = r g h

                                Pt = Po + Ph

                                F = P h A = r g V

                                r = massa jenis zat cair

                                h = tinggi zat cair dari permukaan

                                g = percepatan gravitasi

                                Pt = tekanan total

                                Po = tekanan udara luar

                                33Pemuaian

                                TEGANGAN PERMUKAAN

                                Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                zat cair persatuan panjang(l)

                                g = F 2l

                                KAPILARITAS

                                Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                y = 2 g cos q r g r

                                y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                g = tegangan permukaan (Nm)

                                q = sudut kontak (derajat)

                                p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                g = percepatan gravitas (m det2)

                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                34Suhu

                                Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                35Pemuaian

                                Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                ΔL=Lo ΔT

                                = koefisien muai panjang

                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                Pemuaian volume

                                ΔV=Vo ΔT

                                Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                = koefisien muai volume

                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                PEMUAIAN ZAT CAIR

                                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                Keterangan

                                = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                PEMUAIAN GAS

                                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                Keterangan

                                = koef Muai volume gas = 1273

                                T = suhu harus dlm Kelvin

                                Maka formula dapat dalam bentuk

                                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                36

                                ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                1 terdiri dari molekul-molekul

                                2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                molekul gas tersebut

                                4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                PROSES ISOTHERMAL

                                Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                V adalah volume gas

                                PROSES ISOVOLUME

                                Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                temperaturnya dalam Kelvin

                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                PROSES ISOBARIS

                                Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                DIMANA V adalah volume gas

                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                HUKUM AVOGADRO

                                setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                sama pula

                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                37

                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                V adalah volume gas

                                N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                38Hukum Termodinamika

                                Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                keadaan awalnya

                                Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                (1986-1832)

                                HUKUM TERMODINAMIKA

                                01 cp - cv = R

                                cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                = konstanta Laplace

                                03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                Q = U + W

                                Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                U = perubahan energi dalam

                                W = Usaha luar

                                PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                ( lihat gambar )

                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                39Hukum Termodinamika

                                sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                Pemanasan Pendinginan

                                W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                Pemanasan Pendinginan

                                V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                Q = U2 - U1

                                Q = U

                                U = m cv ( T2 - T1 )

                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                40Hukum Termodinamika

                                3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                Selama proses suhunya konstan

                                ( lihat gambar )

                                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                P1 V2 = P2 V2

                                Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                Pemanasan Pendinginan

                                T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                ln x =2303 log x

                                4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                ( lihat gambar )

                                Sebelum proses Selamaakhir proses

                                oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                41Hukum Termodinamika

                                Pengembangan Pemampatan

                                Q = 0 ------agrave O = U + W

                                U2 -U1 = - W

                                T1V1g-1

                                = T2V2g-1

                                W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                - V1g-1

                                )

                                P1V1g = P2V2g

                                06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                T = suhu

                                η = efisiensi

                                P = tekanan

                                V = volume

                                W = usaha

                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Gerak Gelombang

                                Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                E = h fatau

                                E = h cλ

                                Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Efek Doppler

                                Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                maksimum tertentu

                                Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                Keterangan

                                a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                y = y1+ y2

                                =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                Menjadi

                                y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                Rumus interferensi

                                y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                Keterangan

                                A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                k = 2πλ

                                ω = 2πT (rads)

                                l = panjang tali (m)

                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Efek Doppler

                                x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                λ = panjang gelombang (m)

                                t = waktu sesaat (s)

                                Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                Ap = 2 A sin kx

                                Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                Superposisi gelombang

                                Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                sebuah gelombang baru

                                Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Efek Doppler

                                y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                y = y1 + y2

                                = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                Dengan

                                As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                bebas

                                Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                sebagai berikut

                                Ap maksimum saat cos〖(2π

                                x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                helliphellip

                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                Ap minimum saat cos〖(2π

                                x)( λ)〗=0 sehingga

                                x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                helliphellip

                                Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                y = y1 + y2

                                y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Efek Doppler

                                Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                As = 2A sin2π(xλ)

                                Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                Ap=2 A sin 2πλ x

                                Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                yang dapat ditulis sebagai berikut

                                Ap=2 A sin(2πλ) x

                                Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Efek Doppler

                                Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                hilang)

                                Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                sumber

                                Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                Jadi

                                1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                fs

                                Hal ini disebabkan

                                1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                1 1

                                s p

                                Efek Doppler

                                Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                frekuensi

                                Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                bentuk

                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                ps

                                s p

                                ff

                                v v v v

                                p

                                p ss

                                v vf f

                                v v

                                pp s

                                s

                                v vf f

                                v v

                                Efek Doppler

                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                VP= Kec pendengar ( ms )

                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                1 Optika Geometri

                                a Hukum Pemantulan Snellius

                                Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                bidang datar

                                Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                b Cermin Datar

                                Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                n = jumlah bayangan yang terlihat

                                = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                Ketentuan

                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                Catatan

                                Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                sebagai berikut

                                e Pembiasan (Refraksi)

                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                i = sudut datang

                                r = sudut bias

                                n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                nud = indeks bias udara = 1

                                2 Optika Fisik

                                a Sudut Dispersi

                                Q = Du - Dm

                                Q = sudut disperse

                                Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                = panjang gelombang cahaya

                                d = jarak antar celah

                                p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                L = jarak celah ke layar

                                k = 123 hellip dst

                                c Celah Tunggal

                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                = sudut deviasi

                                d Difraksi Kisi

                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                e Selaput Tipis

                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                n = indeks bias selaput tipis

                                d = tebal selaput tipis

                                r = sudut bias

                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                f Polarisasi

                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                vektor medan magnet saling tegak lurus

                                ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                tongkat penggembala

                                Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                Hanya dipengaruhi oleh

                                1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                A Relativitas

                                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                koordinat

                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                batang

                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                V = kecepatan pengamat

                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                U = kecepatan pengamat

                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                E = m C2

                                E = energi yang timbul

                                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                B Teori Kuantum

                                E = h f

                                E = kuantum energi dalam joule

                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                fo = frekuensi batas (Hz)

                                me= massa elektron (kg)

                                Vo = kecepatan elektron

                                hf = W + Ek

                                hf = energi foton yang datang

                                W = energi pelepasan elektron

                                Ek = energi kinetik electron

                                ATOM BOHR

                                1048708 Postulat Bohr

                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                dipancarkan mempunyai energi

                                GELOMBANG DE BROGLIE

                                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                1048708 Panjang gelombang foton

                                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                oleh Davisson amp Germer

                                = panjang gelombang de Broglie

                                = konstanta Planck

                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                = massa partikel

                                = kecepatan partikel

                                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                = momentum foton

                                = konstanta Planck

                                = kecepatan cahaya (foton)

                                = panjang gelombang cahaya (foton)

                                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                = panjang gelombang foton mula-mula

                                = konstanta Planck

                                = sudut penyimpangan foton

                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                kecepatan elektron yang diemisikan

                                E = Energi

                                h = tetapan Planck

                                f = frekwensi

                                c = kecepatan cahaya

                                v = kecepatan

                                a = energi ambang

                                m = massa λ = panjang gelombang

                                p = momentum

                                p=momentum Ek = Energi kinetik

                                Hypotesa de Broglie

                                Hamburan Compton

                                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Catatan penting

                                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                Massa 1e = 9110-31 kg

                                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                Energi Nuklir

                                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                diperhitungkan

                                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                masalah kelangkaan energi

                                Fisi Nuklir

                                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                yaitu reaksi fisi nuklir

                                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Energi Nuklir

                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Energi Nuklir

                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                Reaktor Nuklir

                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                batang kendali dan perisai beton

                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Energi Nuklir

                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                reaktor

                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                diizinkan

                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Energi Nuklir

                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                reaktor

                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                air bertekanan

                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Listrik Dinamis

                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                Hukum Ohm

                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Listrik Dinamis

                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                pada rangkaian yang

                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                Hambatan Kawat Penghantar

                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Listrik Dinamis

                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                ditulis

                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Listrik Dinamis

                                Hukum Kirchoff

                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                arus listrik

                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                Maka diperoleh persamaan

                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                I masuk = I keluar

                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                Rangkaian Seri

                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                VAC = IR1 + IR2

                                I R1 = I(R1 + R2)

                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                Rangkaian Paralel

                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                diperoleh persamaan

                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                yang lain tetap menyala

                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                dirumuskan

                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                Rp = R n

                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Listrik Statis

                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                satu obyek ke obyek yang lain

                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Rangkaian Majemuk

                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                turun

                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                arah arus yang melaluinya

                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                Usaha dan Energi Listrik

                                Usaha Listrik

                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                muatan itu

                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                positif

                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                t

                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                Kapasitansi

                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                rumus dapat ditulis

                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                disederhanakan

                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                paralel

                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                Rangkaian kapasitor

                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                Rangkaian R

                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                Rangkaian C

                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                (iC) sebesar = -90deg

                                Rangkaian L

                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                =+90deg

                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                menurut hubungan

                                di sini T dalam detik

                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                sama

                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                resistor R ialah I2R

                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                dalam hal resistor murni V = I R

                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                henry dan f dalam hertz

                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                Medan Magnet

                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                Arah Kuat Medan Magnet

                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                ini

                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                1 Induksi Magnetik

                                Hukum Biot-Savart

                                Yang mana

                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                k = = 10-7 weberampmeter

                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                5 Gaya Lorentz

                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                (GGL induksi)

                                Efisiensi trafo ( )

                                ps = daya sekunder (watt)

                                pp = daya primer (watt)

                                Np = jumlah lilitan primer

                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                Vp = tegangan primer (volt)

                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                untuk trafo ideal

                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                Dasar alat semikonduktor

                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                praktikal

                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                listriknya

                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                komponen-komponen lainnya

                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                berukuran relatif kecil

                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                IC (Integrated Circuit)

                                • Superposisi gelombang
                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                        • Hukum Ohm
                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                        • Hukum Kirchoff
                                        • Dasar alat semikonduktor

                                  17Hukum Newton

                                  Dinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  Keseimbangan Partikel

                                  Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                                  bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                                  Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                                  Momen Gaya

                                  Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                                  Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                                  sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                                  Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                                  gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                                  Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                                  gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                                  Titik Berat Benda

                                  Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                                  a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                                  b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                                  c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                                  Sifat - sifat

                                  1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                                  beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                                  2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                                  3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                                  maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                                  Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                                  maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                                  = resultan gaya di sumbu x

                                  = resultan gaya di sumbu y

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  = jumlah momen gaya

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                                  konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  a = v2r

                                  yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                  Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                  benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                  tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                  centripetal

                                  Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                  pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                  tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                  T

                                  w

                                  T

                                  w

                                  Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                  (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                  Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                  memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                  benda bergerak

                                  Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                  1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                  2 Hukum kekekalan energy

                                  Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                  dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                  1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                  dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                  rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                  kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                  Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                  panjang busur s dimana

                                  s = r

                                  atau = sr

                                  dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                  Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                  - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                  2 - 1

                                  t2 - t1 t

                                  kecepatan sudut sesaat adalah

                                  = lim t = ddt

                                  t0

                                  Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                  Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                  t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                  2 - 1

                                  t2 - t1 t

                                  dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                  = lim t = ddt

                                  t0

                                  Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                  kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                  karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                  Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                  dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                  bila diperlambat

                                  2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                  Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                  yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                  (1) = o + t

                                  (2) = o + 12 ( + o )t

                                  (3) = o + ot + 12 t2

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                  3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                  PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                  Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                  jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                  s = r

                                  bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                  dsdt = ddt r

                                  Kecepatan linear partikel v = r

                                  bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                  dvdt = ddt r

                                  Percepatan tangensial partkel at = r

                                  Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                  centripetal (radial)

                                  ar = v2r

                                  ar = 2r

                                  Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                  2

                                  5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                  Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                  didefinisikan = r x F

                                  Besarnya torsi

                                  = r F sin

                                  rumusan ini dapat diubah menjadi

                                  = r (F sin) = r F

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  atau = F (r sin) = F r

                                  dimana F adalah

                                  komponen F yang tegak lurus r dan

                                  r adalah

                                  komponen r yang tegak lurus F

                                  6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                  Momentum sudut pada sebuah partikel

                                  didefinisikan l = r x p

                                  dengan p = mv

                                  Besarnya momentum sudut

                                  l = r p sin

                                  rumusan ini dapat diubah menjadi

                                  l = r (p sin) = r p

                                  atau l = p (r sin) = p r

                                  dimana p adalah

                                  komponen p yang tegak lurus r dan

                                  r adalah

                                  komponen r yang tegak lurus p

                                  Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                  bila dideferensialkan doperoleh

                                  dldt = d (r x p)dt

                                  dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                  dldt = (r x F) + (v x mv)

                                  diperoleh

                                  dldt =

                                  dpdt = F

                                  ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                  bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                  7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                  Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                  sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                  benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                  tersebut adalah

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  26

                                  I = r2 dm

                                  Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                  2 + + 12 mnvn2

                                  karena v = r maka

                                  K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                  2 + + 12 mn2rn2

                                  K = 12 ( m1r12 ) 2

                                  Energi kinetik rotasi benda

                                  K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                  dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                  tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                  a distribusibentuk massabenda tersebut

                                  b sumbu rotasi

                                  Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                  dm

                                  r

                                  Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                  bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                  menjadi

                                  I = Ipm + Mh2

                                  dimana

                                  Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                  M adalah massa total benda

                                  8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                  salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                  adalah

                                  = r x F

                                  Arah torsi searah dengan sumbu z

                                  Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                  ditempuh partikel ds dimana

                                  ds = r d

                                  Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                  dW = F ds

                                  dW = F cos ds

                                  dW = (F cos ) (r d)

                                  dW = d

                                  dW = F ds

                                  Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                  dWdt = ddt

                                  P =

                                  P = F v

                                  Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                  usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                  dWdt = dKdt

                                  dWdt = d(12 I 2)dt

                                  = 12 I d2dt

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  = I ddt

                                  = I

                                  = I

                                  F = m a

                                  9 MENGGELINDING

                                  Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                  dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                  Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                  sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                  dinyatakan

                                  vpm = R

                                  apm = R

                                  Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                  kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                  sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                  menggelinding

                                  Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                  K = 12 IP 2

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                  = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                  = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                  K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                  Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                  sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                  murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                  sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  31Pemuaian

                                  Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                  terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                  dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                  bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                  volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                  tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                  fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                  hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                  inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                  inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                  atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                  mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                  makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                  yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                  selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                  dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                  FENOMENA FLUIDA

                                  Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                  dalam air

                                  Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                  Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                  tenggelam

                                  Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                  Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  32Pemuaian

                                  TEKANAN HIDROSTATIS

                                  Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                  Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                  zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                  massa jenis zat cair ( r )

                                  dalam bejana

                                  HUKUM PASCAL

                                  Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                  P1 = P2

                                  F1A1 = F2A2

                                  HUKUM ARCHIMEDES

                                  Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                  Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                  a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                  b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                  c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                  W = berat benda

                                  Fa = gaya ke atas = rz V g

                                  rb = massa jenis benda

                                  rz = massa jenis fluida

                                  V = volume benda

                                  V = volume benda yang berada dalam fluida

                                  Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                  Wz = W - Fa

                                  Wz = berat benda di dalam zat cair

                                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Ph = r g h

                                  Pt = Po + Ph

                                  F = P h A = r g V

                                  r = massa jenis zat cair

                                  h = tinggi zat cair dari permukaan

                                  g = percepatan gravitasi

                                  Pt = tekanan total

                                  Po = tekanan udara luar

                                  33Pemuaian

                                  TEGANGAN PERMUKAAN

                                  Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                  zat cair persatuan panjang(l)

                                  g = F 2l

                                  KAPILARITAS

                                  Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                  dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                  y = 2 g cos q r g r

                                  y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                  g = tegangan permukaan (Nm)

                                  q = sudut kontak (derajat)

                                  p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                  g = percepatan gravitas (m det2)

                                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  34Suhu

                                  Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                  adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                  Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                  es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                  tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  35Pemuaian

                                  Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                  ΔL=Lo ΔT

                                  = koefisien muai panjang

                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                  Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                  ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                  Pemuaian volume

                                  ΔV=Vo ΔT

                                  Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                  = koefisien muai volume

                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                  PEMUAIAN ZAT CAIR

                                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                  Keterangan

                                  = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                  PEMUAIAN GAS

                                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                  Keterangan

                                  = koef Muai volume gas = 1273

                                  T = suhu harus dlm Kelvin

                                  Maka formula dapat dalam bentuk

                                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  36

                                  ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                  1 terdiri dari molekul-molekul

                                  2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                  agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                  3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                  molekul gas tersebut

                                  4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                  5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                  bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                  6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                  tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                  7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                  PROSES ISOTHERMAL

                                  Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                  V adalah volume gas

                                  PROSES ISOVOLUME

                                  Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                  temperaturnya dalam Kelvin

                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                  PROSES ISOBARIS

                                  Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                  DIMANA V adalah volume gas

                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                  HUKUM AVOGADRO

                                  setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                  sama pula

                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  37

                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                  V adalah volume gas

                                  N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                  k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  38Hukum Termodinamika

                                  Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                  keadaan awalnya

                                  Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                  (1986-1832)

                                  HUKUM TERMODINAMIKA

                                  01 cp - cv = R

                                  cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                  cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                  02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                  a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                  b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                  = konstanta Laplace

                                  03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                  04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                  05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                  Q = U + W

                                  Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                  U = perubahan energi dalam

                                  W = Usaha luar

                                  PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                  1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                  Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                  ( lihat gambar )

                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  39Hukum Termodinamika

                                  sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                  Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                  Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                  Pemanasan Pendinginan

                                  W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                  2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                  Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                  Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                  Pemanasan Pendinginan

                                  V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                  Q = U2 - U1

                                  Q = U

                                  U = m cv ( T2 - T1 )

                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  40Hukum Termodinamika

                                  3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                  Selama proses suhunya konstan

                                  ( lihat gambar )

                                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                  Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                  P1 V2 = P2 V2

                                  Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                  Pemanasan Pendinginan

                                  T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                  ln x =2303 log x

                                  4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                  Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                  ( lihat gambar )

                                  Sebelum proses Selamaakhir proses

                                  oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  41Hukum Termodinamika

                                  Pengembangan Pemampatan

                                  Q = 0 ------agrave O = U + W

                                  U2 -U1 = - W

                                  T1V1g-1

                                  = T2V2g-1

                                  W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                  - V1g-1

                                  )

                                  P1V1g = P2V2g

                                  06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                  Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                  T = suhu

                                  η = efisiensi

                                  P = tekanan

                                  V = volume

                                  W = usaha

                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Gerak Gelombang

                                  Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                  bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                  secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                  dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                  gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                  Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                  dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                  dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                  berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                  Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                  dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                  melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                  (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                  E = h fatau

                                  E = h cλ

                                  Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                  Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Efek Doppler

                                  Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                  maksimum tertentu

                                  Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                  terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                  Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                  setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                  gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                  gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                  maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                  Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                  adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                  titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                  dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                  y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                  y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                  Keterangan

                                  a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                  b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                  sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                  dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                  y = y1+ y2

                                  =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                  Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                  sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                  Menjadi

                                  y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                  y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                  Rumus interferensi

                                  y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                  Keterangan

                                  A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                  k = 2πλ

                                  ω = 2πT (rads)

                                  l = panjang tali (m)

                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Efek Doppler

                                  x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                  λ = panjang gelombang (m)

                                  t = waktu sesaat (s)

                                  Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                  Ap = 2 A sin kx

                                  Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                  gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                  Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                  amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                  tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                  Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                  S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                  =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                  Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                  P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                  =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                  Superposisi gelombang

                                  Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                  akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                  simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                  sebuah gelombang baru

                                  Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                  y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                  Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                  Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                  y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                  Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                  Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                  Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                  y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Efek Doppler

                                  y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                  y = y1 + y2

                                  = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                  y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                  Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                  y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                  Dengan

                                  As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                  bebas

                                  Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                  sebagai berikut

                                  Ap maksimum saat cos〖(2π

                                  x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                  x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                  helliphellip

                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                  Ap minimum saat cos〖(2π

                                  x)( λ)〗=0 sehingga

                                  x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                  helliphellip

                                  Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                  Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                  y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                  y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                  Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                  y = y1 + y2

                                  y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                  Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                  sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Efek Doppler

                                  Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                  y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                  Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                  As = 2A sin2π(xλ)

                                  Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                  karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                  Ap=2 A sin 2πλ x

                                  Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                  x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                  yang dapat ditulis sebagai berikut

                                  Ap=2 A sin(2πλ) x

                                  Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                  x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Efek Doppler

                                  Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                  membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                  tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                  kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                  hilang)

                                  Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                  ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                  bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                  ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                  sumber

                                  Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                  yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                  dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                  frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                  Jadi

                                  1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                  pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                  2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                  maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                  3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                  VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                  fs

                                  Hal ini disebabkan

                                  1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                  2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  1 1

                                  s p

                                  Efek Doppler

                                  Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                  Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                  Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                  sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                  vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                  vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                  Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                  ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                  gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                  cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                  frekuensi

                                  Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                  bentuk

                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  ps

                                  s p

                                  ff

                                  v v v v

                                  p

                                  p ss

                                  v vf f

                                  v v

                                  pp s

                                  s

                                  v vf f

                                  v v

                                  Efek Doppler

                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                  VP= Kec pendengar ( ms )

                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  1 Optika Geometri

                                  a Hukum Pemantulan Snellius

                                  Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                  bidang datar

                                  Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                  b Cermin Datar

                                  Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                  Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                  n = jumlah bayangan yang terlihat

                                  = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                  c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                  Ketentuan

                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                  dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                  d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                  Catatan

                                  Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                  cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                  sebagai berikut

                                  e Pembiasan (Refraksi)

                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  i = sudut datang

                                  r = sudut bias

                                  n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                  V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                  nud = indeks bias udara = 1

                                  2 Optika Fisik

                                  a Sudut Dispersi

                                  Q = Du - Dm

                                  Q = sudut disperse

                                  Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                  b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                  = panjang gelombang cahaya

                                  d = jarak antar celah

                                  p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                  L = jarak celah ke layar

                                  k = 123 hellip dst

                                  c Celah Tunggal

                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                  = sudut deviasi

                                  d Difraksi Kisi

                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                  e Selaput Tipis

                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                  n = indeks bias selaput tipis

                                  d = tebal selaput tipis

                                  r = sudut bias

                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  f Polarisasi

                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                  magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                  vektor medan magnet saling tegak lurus

                                  ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                  sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                  Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                  Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                  Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                  tongkat penggembala

                                  Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                  udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                  Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                  Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                  listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                  lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                  dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                  Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                  paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                  perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                  Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                  CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                  Hanya dipengaruhi oleh

                                  1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                  Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                  2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                  Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                  Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                  Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                  Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                  Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                  Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  A Relativitas

                                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                  koordinat

                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                  batang

                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                  V = kecepatan pengamat

                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                  U = kecepatan pengamat

                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                  E = m C2

                                  E = energi yang timbul

                                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                  B Teori Kuantum

                                  E = h f

                                  E = kuantum energi dalam joule

                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                  fo = frekuensi batas (Hz)

                                  me= massa elektron (kg)

                                  Vo = kecepatan elektron

                                  hf = W + Ek

                                  hf = energi foton yang datang

                                  W = energi pelepasan elektron

                                  Ek = energi kinetik electron

                                  ATOM BOHR

                                  1048708 Postulat Bohr

                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                  dipancarkan mempunyai energi

                                  GELOMBANG DE BROGLIE

                                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                  1048708 Panjang gelombang foton

                                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                  oleh Davisson amp Germer

                                  = panjang gelombang de Broglie

                                  = konstanta Planck

                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  = massa partikel

                                  = kecepatan partikel

                                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                  = momentum foton

                                  = konstanta Planck

                                  = kecepatan cahaya (foton)

                                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                  = panjang gelombang foton mula-mula

                                  = konstanta Planck

                                  = sudut penyimpangan foton

                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                  kecepatan elektron yang diemisikan

                                  E = Energi

                                  h = tetapan Planck

                                  f = frekwensi

                                  c = kecepatan cahaya

                                  v = kecepatan

                                  a = energi ambang

                                  m = massa λ = panjang gelombang

                                  p = momentum

                                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                                  Hypotesa de Broglie

                                  Hamburan Compton

                                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Catatan penting

                                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                  Massa 1e = 9110-31 kg

                                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                  Energi Nuklir

                                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                  diperhitungkan

                                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                  masalah kelangkaan energi

                                  Fisi Nuklir

                                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                  yaitu reaksi fisi nuklir

                                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Energi Nuklir

                                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Energi Nuklir

                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                  Reaktor Nuklir

                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                  batang kendali dan perisai beton

                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Energi Nuklir

                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                  reaktor

                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                  diizinkan

                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Energi Nuklir

                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                  reaktor

                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                  air bertekanan

                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Listrik Dinamis

                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                  Hukum Ohm

                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Listrik Dinamis

                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                  pada rangkaian yang

                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Listrik Dinamis

                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                  ditulis

                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Listrik Dinamis

                                  Hukum Kirchoff

                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                  arus listrik

                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                  Maka diperoleh persamaan

                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                  I masuk = I keluar

                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                  Rangkaian Seri

                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                  VAC = IR1 + IR2

                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                  Rangkaian Paralel

                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                  diperoleh persamaan

                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                  yang lain tetap menyala

                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                  dirumuskan

                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                  Rp = R n

                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Listrik Statis

                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Rangkaian Majemuk

                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                  turun

                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                  arah arus yang melaluinya

                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  Usaha dan Energi Listrik

                                  Usaha Listrik

                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                  muatan itu

                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                  positif

                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                  t

                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                  Kapasitansi

                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                  rumus dapat ditulis

                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                  disederhanakan

                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                  paralel

                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Rangkaian kapasitor

                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                  Rangkaian R

                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                  Rangkaian C

                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                  (iC) sebesar = -90deg

                                  Rangkaian L

                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                  =+90deg

                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                  menurut hubungan

                                  di sini T dalam detik

                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                  sama

                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                  resistor R ialah I2R

                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                  henry dan f dalam hertz

                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Medan Magnet

                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                  ini

                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                  1 Induksi Magnetik

                                  Hukum Biot-Savart

                                  Yang mana

                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                  5 Gaya Lorentz

                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                  (GGL induksi)

                                  Efisiensi trafo ( )

                                  ps = daya sekunder (watt)

                                  pp = daya primer (watt)

                                  Np = jumlah lilitan primer

                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                  untuk trafo ideal

                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                  Dasar alat semikonduktor

                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                  praktikal

                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                  listriknya

                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                  komponen-komponen lainnya

                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                  berukuran relatif kecil

                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                  IC (Integrated Circuit)

                                  • Superposisi gelombang
                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                          • Hukum Ohm
                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                          • Hukum Kirchoff
                                          • Dasar alat semikonduktor

                                    18Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    Keseimbangan Partikel

                                    Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang

                                    bekerja pada partikel tersebut nol Syarat keseimbangan partikel adalah F = 0

                                    Jika partikel terletak pada bidang XY maka syarat keseimbangan FX = 0 dan FY = 0

                                    Momen Gaya

                                    Momen gaya adalah perkalian silang antara gaya dengan lengan momen

                                    Lengan momen didefinisikan sebagai panjang garis yang ditarik dari titik poros

                                    sampai memoton tegak lurus garis kerja gaya

                                    Momen gaya yang searah gerak jarum jam diberi tanda positif sedangkan momen

                                    gaya yang berlawanan arah gerak jarum jam diberi tanda negatif

                                    Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya maka resultan momen

                                    gayanya merupakan jumlah aljabar dari masing-masing momen gaya

                                    Titik Berat Benda

                                    Titik berat untuk benda yang homogen ( massa jenis tiap-tiap bagian benda sama )

                                    a Untuk benda linier ( berbentuk garis )

                                    b Untuk benda luasan ( benda dua dimensi ) maka

                                    c Untuk benda ruang ( berdimensi tiga )

                                    Sifat - sifat

                                    1 Jika benda homogen mempunyai sumbu simetri atau bidang simetri maka titik

                                    beratnya terletak pada sumbu simetri atau bidang simetri tersebut

                                    2 Letak titik berat benda padat bersifat tetap tidak tergantung pada posisi benda

                                    3 Kalau suatu benda homogen mempunyai dua bidang simetri ( bidang sumbu )

                                    maka titik beratnya terletak pada garis potong kedua bidang tersebut

                                    Kalau suatu benda mempunyai tiga buah bidang simetri yang tidak melalui satu garis

                                    maka titik beratnya terletak pada titik potong ketiga simetri tersebut

                                    = resultan gaya di sumbu x

                                    = resultan gaya di sumbu y

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    = jumlah momen gaya

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                                    konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    a = v2r

                                    yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                    Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                    benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                    tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                    centripetal

                                    Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                    pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                    tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                    T

                                    w

                                    T

                                    w

                                    Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                    (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                    Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                    memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                    benda bergerak

                                    Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                    1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                    2 Hukum kekekalan energy

                                    Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                    dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                    1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                    dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                    rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                    kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                    Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                    panjang busur s dimana

                                    s = r

                                    atau = sr

                                    dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                    Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                    - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                    2 - 1

                                    t2 - t1 t

                                    kecepatan sudut sesaat adalah

                                    = lim t = ddt

                                    t0

                                    Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                    Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                    t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                    2 - 1

                                    t2 - t1 t

                                    dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                    = lim t = ddt

                                    t0

                                    Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                    kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                    karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                    Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                    dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                    bila diperlambat

                                    2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                    Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                    yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                    (1) = o + t

                                    (2) = o + 12 ( + o )t

                                    (3) = o + ot + 12 t2

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                    3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                    PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                    Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                    jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                    s = r

                                    bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                    dsdt = ddt r

                                    Kecepatan linear partikel v = r

                                    bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                    dvdt = ddt r

                                    Percepatan tangensial partkel at = r

                                    Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                    centripetal (radial)

                                    ar = v2r

                                    ar = 2r

                                    Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                    2

                                    5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                    Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                    didefinisikan = r x F

                                    Besarnya torsi

                                    = r F sin

                                    rumusan ini dapat diubah menjadi

                                    = r (F sin) = r F

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    atau = F (r sin) = F r

                                    dimana F adalah

                                    komponen F yang tegak lurus r dan

                                    r adalah

                                    komponen r yang tegak lurus F

                                    6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                    Momentum sudut pada sebuah partikel

                                    didefinisikan l = r x p

                                    dengan p = mv

                                    Besarnya momentum sudut

                                    l = r p sin

                                    rumusan ini dapat diubah menjadi

                                    l = r (p sin) = r p

                                    atau l = p (r sin) = p r

                                    dimana p adalah

                                    komponen p yang tegak lurus r dan

                                    r adalah

                                    komponen r yang tegak lurus p

                                    Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                    bila dideferensialkan doperoleh

                                    dldt = d (r x p)dt

                                    dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                    dldt = (r x F) + (v x mv)

                                    diperoleh

                                    dldt =

                                    dpdt = F

                                    ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                    bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                    7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                    Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                    sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                    benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                    tersebut adalah

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    26

                                    I = r2 dm

                                    Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                    2 + + 12 mnvn2

                                    karena v = r maka

                                    K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                    2 + + 12 mn2rn2

                                    K = 12 ( m1r12 ) 2

                                    Energi kinetik rotasi benda

                                    K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                    dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                    tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                    a distribusibentuk massabenda tersebut

                                    b sumbu rotasi

                                    Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                    dm

                                    r

                                    Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                    bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                    menjadi

                                    I = Ipm + Mh2

                                    dimana

                                    Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                    M adalah massa total benda

                                    8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                    salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                    adalah

                                    = r x F

                                    Arah torsi searah dengan sumbu z

                                    Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                    ditempuh partikel ds dimana

                                    ds = r d

                                    Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                    dW = F ds

                                    dW = F cos ds

                                    dW = (F cos ) (r d)

                                    dW = d

                                    dW = F ds

                                    Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                    dWdt = ddt

                                    P =

                                    P = F v

                                    Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                    usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                    dWdt = dKdt

                                    dWdt = d(12 I 2)dt

                                    = 12 I d2dt

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    = I ddt

                                    = I

                                    = I

                                    F = m a

                                    9 MENGGELINDING

                                    Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                    dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                    Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                    sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                    dinyatakan

                                    vpm = R

                                    apm = R

                                    Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                    kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                    sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                    menggelinding

                                    Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                    K = 12 IP 2

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                    = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                    = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                    K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                    Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                    sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                    murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                    sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    31Pemuaian

                                    Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                    terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                    dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                    bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                    volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                    tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                    fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                    hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                    inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                    inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                    atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                    mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                    makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                    yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                    selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                    dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                    FENOMENA FLUIDA

                                    Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                    dalam air

                                    Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                    Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                    tenggelam

                                    Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                    Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    32Pemuaian

                                    TEKANAN HIDROSTATIS

                                    Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                    Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                    zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                    massa jenis zat cair ( r )

                                    dalam bejana

                                    HUKUM PASCAL

                                    Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                    P1 = P2

                                    F1A1 = F2A2

                                    HUKUM ARCHIMEDES

                                    Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                    Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                    a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                    b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                    c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                    W = berat benda

                                    Fa = gaya ke atas = rz V g

                                    rb = massa jenis benda

                                    rz = massa jenis fluida

                                    V = volume benda

                                    V = volume benda yang berada dalam fluida

                                    Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                    Wz = W - Fa

                                    Wz = berat benda di dalam zat cair

                                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Ph = r g h

                                    Pt = Po + Ph

                                    F = P h A = r g V

                                    r = massa jenis zat cair

                                    h = tinggi zat cair dari permukaan

                                    g = percepatan gravitasi

                                    Pt = tekanan total

                                    Po = tekanan udara luar

                                    33Pemuaian

                                    TEGANGAN PERMUKAAN

                                    Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                    zat cair persatuan panjang(l)

                                    g = F 2l

                                    KAPILARITAS

                                    Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                    dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                    y = 2 g cos q r g r

                                    y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                    g = tegangan permukaan (Nm)

                                    q = sudut kontak (derajat)

                                    p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                    g = percepatan gravitas (m det2)

                                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    34Suhu

                                    Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                    adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                    Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                    es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                    tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    35Pemuaian

                                    Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                    ΔL=Lo ΔT

                                    = koefisien muai panjang

                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                    Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                    ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                    Pemuaian volume

                                    ΔV=Vo ΔT

                                    Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                    = koefisien muai volume

                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                    PEMUAIAN ZAT CAIR

                                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                    Keterangan

                                    = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                    PEMUAIAN GAS

                                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                    Keterangan

                                    = koef Muai volume gas = 1273

                                    T = suhu harus dlm Kelvin

                                    Maka formula dapat dalam bentuk

                                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    36

                                    ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                    1 terdiri dari molekul-molekul

                                    2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                    agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                    3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                    molekul gas tersebut

                                    4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                    5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                    bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                    6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                    tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                    7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                    PROSES ISOTHERMAL

                                    Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                    V adalah volume gas

                                    PROSES ISOVOLUME

                                    Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                    temperaturnya dalam Kelvin

                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                    PROSES ISOBARIS

                                    Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                    DIMANA V adalah volume gas

                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                    HUKUM AVOGADRO

                                    setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                    sama pula

                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    37

                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                    V adalah volume gas

                                    N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                    k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    38Hukum Termodinamika

                                    Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                    keadaan awalnya

                                    Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                    (1986-1832)

                                    HUKUM TERMODINAMIKA

                                    01 cp - cv = R

                                    cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                    cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                    02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                    a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                    b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                    = konstanta Laplace

                                    03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                    04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                    05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                    Q = U + W

                                    Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                    U = perubahan energi dalam

                                    W = Usaha luar

                                    PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                    1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                    Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                    ( lihat gambar )

                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    39Hukum Termodinamika

                                    sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                    Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                    Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                    Pemanasan Pendinginan

                                    W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                    2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                    Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                    Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                    Pemanasan Pendinginan

                                    V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                    Q = U2 - U1

                                    Q = U

                                    U = m cv ( T2 - T1 )

                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    40Hukum Termodinamika

                                    3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                    Selama proses suhunya konstan

                                    ( lihat gambar )

                                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                    Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                    P1 V2 = P2 V2

                                    Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                    Pemanasan Pendinginan

                                    T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                    ln x =2303 log x

                                    4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                    Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                    ( lihat gambar )

                                    Sebelum proses Selamaakhir proses

                                    oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    41Hukum Termodinamika

                                    Pengembangan Pemampatan

                                    Q = 0 ------agrave O = U + W

                                    U2 -U1 = - W

                                    T1V1g-1

                                    = T2V2g-1

                                    W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                    - V1g-1

                                    )

                                    P1V1g = P2V2g

                                    06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                    Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                    T = suhu

                                    η = efisiensi

                                    P = tekanan

                                    V = volume

                                    W = usaha

                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Gerak Gelombang

                                    Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                    bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                    secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                    dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                    gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                    Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                    dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                    dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                    berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                    Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                    dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                    melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                    (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                    E = h fatau

                                    E = h cλ

                                    Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                    Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Efek Doppler

                                    Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                    maksimum tertentu

                                    Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                    terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                    Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                    setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                    gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                    gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                    maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                    Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                    adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                    titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                    dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                    y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                    y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                    Keterangan

                                    a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                    b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                    sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                    dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                    y = y1+ y2

                                    =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                    Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                    sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                    Menjadi

                                    y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                    y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                    Rumus interferensi

                                    y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                    Keterangan

                                    A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                    k = 2πλ

                                    ω = 2πT (rads)

                                    l = panjang tali (m)

                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Efek Doppler

                                    x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                    λ = panjang gelombang (m)

                                    t = waktu sesaat (s)

                                    Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                    Ap = 2 A sin kx

                                    Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                    gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                    Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                    amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                    tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                    Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                    S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                    =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                    Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                    P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                    =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                    Superposisi gelombang

                                    Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                    akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                    simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                    sebuah gelombang baru

                                    Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                    y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                    Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                    Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                    y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                    Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                    Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                    Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                    y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Efek Doppler

                                    y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                    y = y1 + y2

                                    = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                    y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                    Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                    y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                    Dengan

                                    As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                    bebas

                                    Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                    sebagai berikut

                                    Ap maksimum saat cos〖(2π

                                    x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                    x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                    helliphellip

                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                    Ap minimum saat cos〖(2π

                                    x)( λ)〗=0 sehingga

                                    x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                    helliphellip

                                    Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                    Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                    y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                    y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                    Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                    y = y1 + y2

                                    y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                    Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                    sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Efek Doppler

                                    Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                    y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                    Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                    As = 2A sin2π(xλ)

                                    Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                    karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                    Ap=2 A sin 2πλ x

                                    Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                    x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                    yang dapat ditulis sebagai berikut

                                    Ap=2 A sin(2πλ) x

                                    Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                    x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Efek Doppler

                                    Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                    membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                    tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                    kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                    hilang)

                                    Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                    ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                    bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                    ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                    sumber

                                    Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                    yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                    dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                    frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                    Jadi

                                    1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                    pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                    2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                    maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                    3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                    VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                    fs

                                    Hal ini disebabkan

                                    1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                    2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    1 1

                                    s p

                                    Efek Doppler

                                    Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                    Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                    Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                    sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                    Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                    ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                    gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                    cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                    frekuensi

                                    Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                    bentuk

                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    ps

                                    s p

                                    ff

                                    v v v v

                                    p

                                    p ss

                                    v vf f

                                    v v

                                    pp s

                                    s

                                    v vf f

                                    v v

                                    Efek Doppler

                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                    VP= Kec pendengar ( ms )

                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    1 Optika Geometri

                                    a Hukum Pemantulan Snellius

                                    Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                    bidang datar

                                    Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                    b Cermin Datar

                                    Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                    Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                    n = jumlah bayangan yang terlihat

                                    = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                    c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                    Ketentuan

                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                    Catatan

                                    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                    sebagai berikut

                                    e Pembiasan (Refraksi)

                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    i = sudut datang

                                    r = sudut bias

                                    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                    nud = indeks bias udara = 1

                                    2 Optika Fisik

                                    a Sudut Dispersi

                                    Q = Du - Dm

                                    Q = sudut disperse

                                    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                    b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                    = panjang gelombang cahaya

                                    d = jarak antar celah

                                    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                    L = jarak celah ke layar

                                    k = 123 hellip dst

                                    c Celah Tunggal

                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                    = sudut deviasi

                                    d Difraksi Kisi

                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                    e Selaput Tipis

                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                    n = indeks bias selaput tipis

                                    d = tebal selaput tipis

                                    r = sudut bias

                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    f Polarisasi

                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                    vektor medan magnet saling tegak lurus

                                    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                    tongkat penggembala

                                    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                    Hanya dipengaruhi oleh

                                    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    A Relativitas

                                    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                    koordinat

                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                    batang

                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                    V = kecepatan pengamat

                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                    U = kecepatan pengamat

                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                    E = m C2

                                    E = energi yang timbul

                                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                    B Teori Kuantum

                                    E = h f

                                    E = kuantum energi dalam joule

                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                    fo = frekuensi batas (Hz)

                                    me= massa elektron (kg)

                                    Vo = kecepatan elektron

                                    hf = W + Ek

                                    hf = energi foton yang datang

                                    W = energi pelepasan elektron

                                    Ek = energi kinetik electron

                                    ATOM BOHR

                                    1048708 Postulat Bohr

                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                    dipancarkan mempunyai energi

                                    GELOMBANG DE BROGLIE

                                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                    1048708 Panjang gelombang foton

                                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                    oleh Davisson amp Germer

                                    = panjang gelombang de Broglie

                                    = konstanta Planck

                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    = massa partikel

                                    = kecepatan partikel

                                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                    = momentum foton

                                    = konstanta Planck

                                    = kecepatan cahaya (foton)

                                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                    = panjang gelombang foton mula-mula

                                    = konstanta Planck

                                    = sudut penyimpangan foton

                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                    kecepatan elektron yang diemisikan

                                    E = Energi

                                    h = tetapan Planck

                                    f = frekwensi

                                    c = kecepatan cahaya

                                    v = kecepatan

                                    a = energi ambang

                                    m = massa λ = panjang gelombang

                                    p = momentum

                                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                                    Hypotesa de Broglie

                                    Hamburan Compton

                                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Catatan penting

                                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                    Massa 1e = 9110-31 kg

                                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                    Energi Nuklir

                                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                    diperhitungkan

                                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                    masalah kelangkaan energi

                                    Fisi Nuklir

                                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                    yaitu reaksi fisi nuklir

                                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Energi Nuklir

                                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Energi Nuklir

                                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                    Reaktor Nuklir

                                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                    batang kendali dan perisai beton

                                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Energi Nuklir

                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                    reaktor

                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                    diizinkan

                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Energi Nuklir

                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                    reaktor

                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                    air bertekanan

                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Listrik Dinamis

                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                    Hukum Ohm

                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Listrik Dinamis

                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                    pada rangkaian yang

                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Listrik Dinamis

                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                    ditulis

                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Listrik Dinamis

                                    Hukum Kirchoff

                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                    arus listrik

                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                    Maka diperoleh persamaan

                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                    I masuk = I keluar

                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                    Rangkaian Seri

                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                    VAC = IR1 + IR2

                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                    Rangkaian Paralel

                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                    diperoleh persamaan

                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                    yang lain tetap menyala

                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                    dirumuskan

                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                    Rp = R n

                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Listrik Statis

                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Rangkaian Majemuk

                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                    turun

                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                    arah arus yang melaluinya

                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    Usaha dan Energi Listrik

                                    Usaha Listrik

                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                    muatan itu

                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                    positif

                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                    t

                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                    Kapasitansi

                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                    rumus dapat ditulis

                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                    disederhanakan

                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                    paralel

                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Rangkaian kapasitor

                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                    Rangkaian R

                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                    Rangkaian C

                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                    (iC) sebesar = -90deg

                                    Rangkaian L

                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                    =+90deg

                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                    menurut hubungan

                                    di sini T dalam detik

                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                    sama

                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                    resistor R ialah I2R

                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                    henry dan f dalam hertz

                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Medan Magnet

                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                    ini

                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                    1 Induksi Magnetik

                                    Hukum Biot-Savart

                                    Yang mana

                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                    5 Gaya Lorentz

                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                    (GGL induksi)

                                    Efisiensi trafo ( )

                                    ps = daya sekunder (watt)

                                    pp = daya primer (watt)

                                    Np = jumlah lilitan primer

                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                    untuk trafo ideal

                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                    Dasar alat semikonduktor

                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                    praktikal

                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                    listriknya

                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                    komponen-komponen lainnya

                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                    berukuran relatif kecil

                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                    IC (Integrated Circuit)

                                    • Superposisi gelombang
                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                            • Hukum Ohm
                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                            • Hukum Kirchoff
                                            • Dasar alat semikonduktor

                                      19Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      = jumlah momen gaya

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                                      konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      a = v2r

                                      yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                      Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                      benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                      tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                      centripetal

                                      Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                      pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                      tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                      T

                                      w

                                      T

                                      w

                                      Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                      (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                      Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                      memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                      benda bergerak

                                      Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                      1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                      2 Hukum kekekalan energy

                                      Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                      dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                      1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                      dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                      rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                      kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                      Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                      panjang busur s dimana

                                      s = r

                                      atau = sr

                                      dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                      Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                      - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                      2 - 1

                                      t2 - t1 t

                                      kecepatan sudut sesaat adalah

                                      = lim t = ddt

                                      t0

                                      Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                      Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                      t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                      2 - 1

                                      t2 - t1 t

                                      dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                      = lim t = ddt

                                      t0

                                      Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                      kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                      karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                      Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                      dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                      bila diperlambat

                                      2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                      Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                      yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                      (1) = o + t

                                      (2) = o + 12 ( + o )t

                                      (3) = o + ot + 12 t2

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                      3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                      PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                      Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                      jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                      s = r

                                      bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                      dsdt = ddt r

                                      Kecepatan linear partikel v = r

                                      bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                      dvdt = ddt r

                                      Percepatan tangensial partkel at = r

                                      Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                      centripetal (radial)

                                      ar = v2r

                                      ar = 2r

                                      Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                      2

                                      5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                      Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                      didefinisikan = r x F

                                      Besarnya torsi

                                      = r F sin

                                      rumusan ini dapat diubah menjadi

                                      = r (F sin) = r F

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      atau = F (r sin) = F r

                                      dimana F adalah

                                      komponen F yang tegak lurus r dan

                                      r adalah

                                      komponen r yang tegak lurus F

                                      6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                      Momentum sudut pada sebuah partikel

                                      didefinisikan l = r x p

                                      dengan p = mv

                                      Besarnya momentum sudut

                                      l = r p sin

                                      rumusan ini dapat diubah menjadi

                                      l = r (p sin) = r p

                                      atau l = p (r sin) = p r

                                      dimana p adalah

                                      komponen p yang tegak lurus r dan

                                      r adalah

                                      komponen r yang tegak lurus p

                                      Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                      bila dideferensialkan doperoleh

                                      dldt = d (r x p)dt

                                      dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                      dldt = (r x F) + (v x mv)

                                      diperoleh

                                      dldt =

                                      dpdt = F

                                      ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                      bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                      7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                      Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                      sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                      benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                      tersebut adalah

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      26

                                      I = r2 dm

                                      Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                      2 + + 12 mnvn2

                                      karena v = r maka

                                      K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                      2 + + 12 mn2rn2

                                      K = 12 ( m1r12 ) 2

                                      Energi kinetik rotasi benda

                                      K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                      dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                      tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                      a distribusibentuk massabenda tersebut

                                      b sumbu rotasi

                                      Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                      dm

                                      r

                                      Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                      bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                      menjadi

                                      I = Ipm + Mh2

                                      dimana

                                      Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                      M adalah massa total benda

                                      8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                      salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                      adalah

                                      = r x F

                                      Arah torsi searah dengan sumbu z

                                      Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                      ditempuh partikel ds dimana

                                      ds = r d

                                      Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                      dW = F ds

                                      dW = F cos ds

                                      dW = (F cos ) (r d)

                                      dW = d

                                      dW = F ds

                                      Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                      dWdt = ddt

                                      P =

                                      P = F v

                                      Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                      usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                      dWdt = dKdt

                                      dWdt = d(12 I 2)dt

                                      = 12 I d2dt

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      = I ddt

                                      = I

                                      = I

                                      F = m a

                                      9 MENGGELINDING

                                      Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                      dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                      Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                      sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                      dinyatakan

                                      vpm = R

                                      apm = R

                                      Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                      kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                      sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                      menggelinding

                                      Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                      K = 12 IP 2

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                      = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                      = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                      K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                      Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                      sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                      murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                      sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      31Pemuaian

                                      Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                      terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                      dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                      bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                      volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                      tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                      fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                      hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                      inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                      inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                      atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                      mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                      makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                      yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                      selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                      dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                      FENOMENA FLUIDA

                                      Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                      dalam air

                                      Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                      Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                      tenggelam

                                      Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                      Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      32Pemuaian

                                      TEKANAN HIDROSTATIS

                                      Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                      Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                      zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                      massa jenis zat cair ( r )

                                      dalam bejana

                                      HUKUM PASCAL

                                      Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                      P1 = P2

                                      F1A1 = F2A2

                                      HUKUM ARCHIMEDES

                                      Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                      Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                      a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                      b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                      c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                      W = berat benda

                                      Fa = gaya ke atas = rz V g

                                      rb = massa jenis benda

                                      rz = massa jenis fluida

                                      V = volume benda

                                      V = volume benda yang berada dalam fluida

                                      Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                      Wz = W - Fa

                                      Wz = berat benda di dalam zat cair

                                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Ph = r g h

                                      Pt = Po + Ph

                                      F = P h A = r g V

                                      r = massa jenis zat cair

                                      h = tinggi zat cair dari permukaan

                                      g = percepatan gravitasi

                                      Pt = tekanan total

                                      Po = tekanan udara luar

                                      33Pemuaian

                                      TEGANGAN PERMUKAAN

                                      Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                      zat cair persatuan panjang(l)

                                      g = F 2l

                                      KAPILARITAS

                                      Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                      dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                      y = 2 g cos q r g r

                                      y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                      g = tegangan permukaan (Nm)

                                      q = sudut kontak (derajat)

                                      p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                      g = percepatan gravitas (m det2)

                                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      34Suhu

                                      Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                      adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                      Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                      es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                      tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      35Pemuaian

                                      Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                      ΔL=Lo ΔT

                                      = koefisien muai panjang

                                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                      Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                      ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                      Pemuaian volume

                                      ΔV=Vo ΔT

                                      Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                      = koefisien muai volume

                                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                      PEMUAIAN ZAT CAIR

                                      Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                      Keterangan

                                      = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                      PEMUAIAN GAS

                                      Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                      Keterangan

                                      = koef Muai volume gas = 1273

                                      T = suhu harus dlm Kelvin

                                      Maka formula dapat dalam bentuk

                                      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      36

                                      ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                      1 terdiri dari molekul-molekul

                                      2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                      agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                      3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                      molekul gas tersebut

                                      4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                      5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                      bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                      6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                      tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                      7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                      PROSES ISOTHERMAL

                                      Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                      V adalah volume gas

                                      PROSES ISOVOLUME

                                      Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                      temperaturnya dalam Kelvin

                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                      PROSES ISOBARIS

                                      Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                      DIMANA V adalah volume gas

                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                      HUKUM AVOGADRO

                                      setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                      sama pula

                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      37

                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                      V adalah volume gas

                                      N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                      k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      38Hukum Termodinamika

                                      Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                      keadaan awalnya

                                      Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                      (1986-1832)

                                      HUKUM TERMODINAMIKA

                                      01 cp - cv = R

                                      cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                      cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                      02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                      a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                      b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                      = konstanta Laplace

                                      03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                      04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                      05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                      Q = U + W

                                      Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                      U = perubahan energi dalam

                                      W = Usaha luar

                                      PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                      1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                      Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                      ( lihat gambar )

                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      39Hukum Termodinamika

                                      sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                      Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                      Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                      Pemanasan Pendinginan

                                      W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                      2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                      Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                      Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                      Pemanasan Pendinginan

                                      V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                      Q = U2 - U1

                                      Q = U

                                      U = m cv ( T2 - T1 )

                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      40Hukum Termodinamika

                                      3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                      Selama proses suhunya konstan

                                      ( lihat gambar )

                                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                      Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                      P1 V2 = P2 V2

                                      Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                      Pemanasan Pendinginan

                                      T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                      ln x =2303 log x

                                      4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                      Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                      ( lihat gambar )

                                      Sebelum proses Selamaakhir proses

                                      oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      41Hukum Termodinamika

                                      Pengembangan Pemampatan

                                      Q = 0 ------agrave O = U + W

                                      U2 -U1 = - W

                                      T1V1g-1

                                      = T2V2g-1

                                      W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                      - V1g-1

                                      )

                                      P1V1g = P2V2g

                                      06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                      Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                      T = suhu

                                      η = efisiensi

                                      P = tekanan

                                      V = volume

                                      W = usaha

                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Gerak Gelombang

                                      Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                      bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                      secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                      dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                      gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                      Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                      dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                      dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                      berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                      Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                      dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                      melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                      (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                      E = h fatau

                                      E = h cλ

                                      Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                      Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Efek Doppler

                                      Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                      maksimum tertentu

                                      Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                      terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                      Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                      setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                      gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                      gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                      maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                      Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                      adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                      titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                      dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                      y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                      y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                      Keterangan

                                      a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                      b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                      sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                      dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                      y = y1+ y2

                                      =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                      Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                      sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                      Menjadi

                                      y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                      y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                      Rumus interferensi

                                      y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                      Keterangan

                                      A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                      k = 2πλ

                                      ω = 2πT (rads)

                                      l = panjang tali (m)

                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Efek Doppler

                                      x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                      λ = panjang gelombang (m)

                                      t = waktu sesaat (s)

                                      Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                      Ap = 2 A sin kx

                                      Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                      gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                      Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                      amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                      tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                      Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                      S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                      =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                      Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                      P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                      =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                      Superposisi gelombang

                                      Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                      akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                      simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                      sebuah gelombang baru

                                      Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                      y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                      Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                      Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                      y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                      Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                      Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                      Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                      y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Efek Doppler

                                      y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                      y = y1 + y2

                                      = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                      y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                      Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                      y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                      Dengan

                                      As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                      bebas

                                      Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                      sebagai berikut

                                      Ap maksimum saat cos〖(2π

                                      x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                      x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                      helliphellip

                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                      Ap minimum saat cos〖(2π

                                      x)( λ)〗=0 sehingga

                                      x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                      helliphellip

                                      Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                      Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                      y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                      y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                      Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                      y = y1 + y2

                                      y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                      Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                      sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Efek Doppler

                                      Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                      y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                      Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                      As = 2A sin2π(xλ)

                                      Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                      karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                      Ap=2 A sin 2πλ x

                                      Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                      x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                      yang dapat ditulis sebagai berikut

                                      Ap=2 A sin(2πλ) x

                                      Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                      x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Efek Doppler

                                      Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                      membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                      tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                      kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                      hilang)

                                      Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                      ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                      bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                      ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                      sumber

                                      Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                      yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                      dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                      frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                      Jadi

                                      1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                      pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                      2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                      maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                      3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                      VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                      fs

                                      Hal ini disebabkan

                                      1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                      2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      1 1

                                      s p

                                      Efek Doppler

                                      Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                      Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                      Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                      sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                      vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                      vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                      Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                      ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                      gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                      cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                      frekuensi

                                      Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                      bentuk

                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      ps

                                      s p

                                      ff

                                      v v v v

                                      p

                                      p ss

                                      v vf f

                                      v v

                                      pp s

                                      s

                                      v vf f

                                      v v

                                      Efek Doppler

                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                      VP= Kec pendengar ( ms )

                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      1 Optika Geometri

                                      a Hukum Pemantulan Snellius

                                      Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                      bidang datar

                                      Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                      b Cermin Datar

                                      Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                      Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                      n = jumlah bayangan yang terlihat

                                      = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                      c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                      Ketentuan

                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                      dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                      d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                      Catatan

                                      Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                      cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                      sebagai berikut

                                      e Pembiasan (Refraksi)

                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      i = sudut datang

                                      r = sudut bias

                                      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                      nud = indeks bias udara = 1

                                      2 Optika Fisik

                                      a Sudut Dispersi

                                      Q = Du - Dm

                                      Q = sudut disperse

                                      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                      b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                      = panjang gelombang cahaya

                                      d = jarak antar celah

                                      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                      L = jarak celah ke layar

                                      k = 123 hellip dst

                                      c Celah Tunggal

                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                      = sudut deviasi

                                      d Difraksi Kisi

                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                      e Selaput Tipis

                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                      n = indeks bias selaput tipis

                                      d = tebal selaput tipis

                                      r = sudut bias

                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      f Polarisasi

                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                      vektor medan magnet saling tegak lurus

                                      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                      tongkat penggembala

                                      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                      Hanya dipengaruhi oleh

                                      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      A Relativitas

                                      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                      koordinat

                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                      batang

                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                      V = kecepatan pengamat

                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                      U = kecepatan pengamat

                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                      E = m C2

                                      E = energi yang timbul

                                      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                      B Teori Kuantum

                                      E = h f

                                      E = kuantum energi dalam joule

                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                      fo = frekuensi batas (Hz)

                                      me= massa elektron (kg)

                                      Vo = kecepatan elektron

                                      hf = W + Ek

                                      hf = energi foton yang datang

                                      W = energi pelepasan elektron

                                      Ek = energi kinetik electron

                                      ATOM BOHR

                                      1048708 Postulat Bohr

                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                      dipancarkan mempunyai energi

                                      GELOMBANG DE BROGLIE

                                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                      1048708 Panjang gelombang foton

                                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                      oleh Davisson amp Germer

                                      = panjang gelombang de Broglie

                                      = konstanta Planck

                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      = massa partikel

                                      = kecepatan partikel

                                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                      = momentum foton

                                      = konstanta Planck

                                      = kecepatan cahaya (foton)

                                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                      = panjang gelombang foton mula-mula

                                      = konstanta Planck

                                      = sudut penyimpangan foton

                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                      kecepatan elektron yang diemisikan

                                      E = Energi

                                      h = tetapan Planck

                                      f = frekwensi

                                      c = kecepatan cahaya

                                      v = kecepatan

                                      a = energi ambang

                                      m = massa λ = panjang gelombang

                                      p = momentum

                                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                                      Hypotesa de Broglie

                                      Hamburan Compton

                                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Catatan penting

                                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                      Massa 1e = 9110-31 kg

                                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                      Energi Nuklir

                                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                      diperhitungkan

                                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                      masalah kelangkaan energi

                                      Fisi Nuklir

                                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                      yaitu reaksi fisi nuklir

                                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Energi Nuklir

                                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Energi Nuklir

                                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                      Reaktor Nuklir

                                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                      batang kendali dan perisai beton

                                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Energi Nuklir

                                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                      reaktor

                                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                      diizinkan

                                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Energi Nuklir

                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                      reaktor

                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                      air bertekanan

                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Listrik Dinamis

                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                      Hukum Ohm

                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Listrik Dinamis

                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                      pada rangkaian yang

                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Listrik Dinamis

                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                      ditulis

                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Listrik Dinamis

                                      Hukum Kirchoff

                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                      arus listrik

                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                      Maka diperoleh persamaan

                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                      I masuk = I keluar

                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                      Rangkaian Seri

                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                      VAC = IR1 + IR2

                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                      Rangkaian Paralel

                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                      diperoleh persamaan

                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                      yang lain tetap menyala

                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                      dirumuskan

                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                      Rp = R n

                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Listrik Statis

                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Rangkaian Majemuk

                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                      turun

                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                      arah arus yang melaluinya

                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      Usaha dan Energi Listrik

                                      Usaha Listrik

                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                      muatan itu

                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                      positif

                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                      t

                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                      Kapasitansi

                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                      rumus dapat ditulis

                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                      disederhanakan

                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                      paralel

                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Rangkaian kapasitor

                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                      Rangkaian R

                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                      Rangkaian C

                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                      (iC) sebesar = -90deg

                                      Rangkaian L

                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                      =+90deg

                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                      menurut hubungan

                                      di sini T dalam detik

                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                      sama

                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                      resistor R ialah I2R

                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                      henry dan f dalam hertz

                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Medan Magnet

                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                      ini

                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                      1 Induksi Magnetik

                                      Hukum Biot-Savart

                                      Yang mana

                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                      5 Gaya Lorentz

                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                      (GGL induksi)

                                      Efisiensi trafo ( )

                                      ps = daya sekunder (watt)

                                      pp = daya primer (watt)

                                      Np = jumlah lilitan primer

                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                      untuk trafo ideal

                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                      Dasar alat semikonduktor

                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                      praktikal

                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                      listriknya

                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                      komponen-komponen lainnya

                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                      berukuran relatif kecil

                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                      IC (Integrated Circuit)

                                      • Superposisi gelombang
                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                              • Hukum Ohm
                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                              • Hukum Kirchoff
                                              • Dasar alat semikonduktor

                                        20Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                                        konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        a = v2r

                                        yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                        Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                        benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                        tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                        centripetal

                                        Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                        pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                        tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                        T

                                        w

                                        T

                                        w

                                        Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                        (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                        Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                        memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                        benda bergerak

                                        Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                        1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                        2 Hukum kekekalan energy

                                        Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                        dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                        1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                        dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                        rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                        kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                        Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                        panjang busur s dimana

                                        s = r

                                        atau = sr

                                        dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                        Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                        - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                        2 - 1

                                        t2 - t1 t

                                        kecepatan sudut sesaat adalah

                                        = lim t = ddt

                                        t0

                                        Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                        Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                        t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                        2 - 1

                                        t2 - t1 t

                                        dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                        = lim t = ddt

                                        t0

                                        Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                        kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                        karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                        Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                        dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                        bila diperlambat

                                        2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                        Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                        yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                        (1) = o + t

                                        (2) = o + 12 ( + o )t

                                        (3) = o + ot + 12 t2

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                        3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                        PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                        Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                        jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                        s = r

                                        bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                        dsdt = ddt r

                                        Kecepatan linear partikel v = r

                                        bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                        dvdt = ddt r

                                        Percepatan tangensial partkel at = r

                                        Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                        centripetal (radial)

                                        ar = v2r

                                        ar = 2r

                                        Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                        2

                                        5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                        Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                        didefinisikan = r x F

                                        Besarnya torsi

                                        = r F sin

                                        rumusan ini dapat diubah menjadi

                                        = r (F sin) = r F

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        atau = F (r sin) = F r

                                        dimana F adalah

                                        komponen F yang tegak lurus r dan

                                        r adalah

                                        komponen r yang tegak lurus F

                                        6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                        Momentum sudut pada sebuah partikel

                                        didefinisikan l = r x p

                                        dengan p = mv

                                        Besarnya momentum sudut

                                        l = r p sin

                                        rumusan ini dapat diubah menjadi

                                        l = r (p sin) = r p

                                        atau l = p (r sin) = p r

                                        dimana p adalah

                                        komponen p yang tegak lurus r dan

                                        r adalah

                                        komponen r yang tegak lurus p

                                        Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                        bila dideferensialkan doperoleh

                                        dldt = d (r x p)dt

                                        dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                        dldt = (r x F) + (v x mv)

                                        diperoleh

                                        dldt =

                                        dpdt = F

                                        ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                        bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                        7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                        Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                        sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                        benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                        tersebut adalah

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        26

                                        I = r2 dm

                                        Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                        2 + + 12 mnvn2

                                        karena v = r maka

                                        K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                        2 + + 12 mn2rn2

                                        K = 12 ( m1r12 ) 2

                                        Energi kinetik rotasi benda

                                        K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                        dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                        tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                        a distribusibentuk massabenda tersebut

                                        b sumbu rotasi

                                        Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                        dm

                                        r

                                        Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                        bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                        menjadi

                                        I = Ipm + Mh2

                                        dimana

                                        Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                        M adalah massa total benda

                                        8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                        salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                        adalah

                                        = r x F

                                        Arah torsi searah dengan sumbu z

                                        Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                        ditempuh partikel ds dimana

                                        ds = r d

                                        Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                        dW = F ds

                                        dW = F cos ds

                                        dW = (F cos ) (r d)

                                        dW = d

                                        dW = F ds

                                        Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                        dWdt = ddt

                                        P =

                                        P = F v

                                        Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                        usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                        dWdt = dKdt

                                        dWdt = d(12 I 2)dt

                                        = 12 I d2dt

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        = I ddt

                                        = I

                                        = I

                                        F = m a

                                        9 MENGGELINDING

                                        Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                        dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                        Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                        sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                        dinyatakan

                                        vpm = R

                                        apm = R

                                        Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                        kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                        sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                        menggelinding

                                        Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                        K = 12 IP 2

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                        = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                        = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                        K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                        Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                        sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                        murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                        sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        31Pemuaian

                                        Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                        terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                        dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                        bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                        volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                        tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                        fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                        hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                        inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                        inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                        atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                        mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                        makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                        yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                        selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                        dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                        FENOMENA FLUIDA

                                        Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                        dalam air

                                        Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                        Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                        tenggelam

                                        Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                        Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        32Pemuaian

                                        TEKANAN HIDROSTATIS

                                        Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                        Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                        zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                        massa jenis zat cair ( r )

                                        dalam bejana

                                        HUKUM PASCAL

                                        Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                        P1 = P2

                                        F1A1 = F2A2

                                        HUKUM ARCHIMEDES

                                        Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                        Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                        a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                        b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                        c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                        W = berat benda

                                        Fa = gaya ke atas = rz V g

                                        rb = massa jenis benda

                                        rz = massa jenis fluida

                                        V = volume benda

                                        V = volume benda yang berada dalam fluida

                                        Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                        Wz = W - Fa

                                        Wz = berat benda di dalam zat cair

                                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Ph = r g h

                                        Pt = Po + Ph

                                        F = P h A = r g V

                                        r = massa jenis zat cair

                                        h = tinggi zat cair dari permukaan

                                        g = percepatan gravitasi

                                        Pt = tekanan total

                                        Po = tekanan udara luar

                                        33Pemuaian

                                        TEGANGAN PERMUKAAN

                                        Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                        zat cair persatuan panjang(l)

                                        g = F 2l

                                        KAPILARITAS

                                        Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                        dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                        y = 2 g cos q r g r

                                        y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                        g = tegangan permukaan (Nm)

                                        q = sudut kontak (derajat)

                                        p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                        g = percepatan gravitas (m det2)

                                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        34Suhu

                                        Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                        adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                        Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                        es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                        tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        35Pemuaian

                                        Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                        ΔL=Lo ΔT

                                        = koefisien muai panjang

                                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                        Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                        ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                        Pemuaian volume

                                        ΔV=Vo ΔT

                                        Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                        = koefisien muai volume

                                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                        PEMUAIAN ZAT CAIR

                                        Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                        Keterangan

                                        = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                        PEMUAIAN GAS

                                        Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                        Keterangan

                                        = koef Muai volume gas = 1273

                                        T = suhu harus dlm Kelvin

                                        Maka formula dapat dalam bentuk

                                        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        36

                                        ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                        1 terdiri dari molekul-molekul

                                        2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                        agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                        3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                        molekul gas tersebut

                                        4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                        5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                        bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                        6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                        tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                        7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                        PROSES ISOTHERMAL

                                        Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                        V adalah volume gas

                                        PROSES ISOVOLUME

                                        Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                        temperaturnya dalam Kelvin

                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                        PROSES ISOBARIS

                                        Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                        DIMANA V adalah volume gas

                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                        HUKUM AVOGADRO

                                        setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                        sama pula

                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        37

                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                        V adalah volume gas

                                        N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                        k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        38Hukum Termodinamika

                                        Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                        keadaan awalnya

                                        Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                        (1986-1832)

                                        HUKUM TERMODINAMIKA

                                        01 cp - cv = R

                                        cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                        cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                        02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                        a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                        b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                        = konstanta Laplace

                                        03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                        04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                        05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                        Q = U + W

                                        Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                        U = perubahan energi dalam

                                        W = Usaha luar

                                        PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                        1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                        Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                        ( lihat gambar )

                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        39Hukum Termodinamika

                                        sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                        Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                        Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                        Pemanasan Pendinginan

                                        W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                        2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                        Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                        Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                        Pemanasan Pendinginan

                                        V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                        Q = U2 - U1

                                        Q = U

                                        U = m cv ( T2 - T1 )

                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        40Hukum Termodinamika

                                        3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                        Selama proses suhunya konstan

                                        ( lihat gambar )

                                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                        Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                        P1 V2 = P2 V2

                                        Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                        Pemanasan Pendinginan

                                        T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                        ln x =2303 log x

                                        4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                        Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                        ( lihat gambar )

                                        Sebelum proses Selamaakhir proses

                                        oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        41Hukum Termodinamika

                                        Pengembangan Pemampatan

                                        Q = 0 ------agrave O = U + W

                                        U2 -U1 = - W

                                        T1V1g-1

                                        = T2V2g-1

                                        W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                        - V1g-1

                                        )

                                        P1V1g = P2V2g

                                        06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                        Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                        T = suhu

                                        η = efisiensi

                                        P = tekanan

                                        V = volume

                                        W = usaha

                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Gerak Gelombang

                                        Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                        bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                        secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                        dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                        gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                        Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                        dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                        dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                        berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                        Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                        dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                        melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                        (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                        E = h fatau

                                        E = h cλ

                                        Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                        Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Efek Doppler

                                        Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                        maksimum tertentu

                                        Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                        terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                        Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                        setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                        gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                        gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                        maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                        Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                        adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                        titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                        dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                        y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                        y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                        Keterangan

                                        a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                        b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                        sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                        dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                        y = y1+ y2

                                        =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                        Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                        sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                        Menjadi

                                        y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                        y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                        Rumus interferensi

                                        y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                        Keterangan

                                        A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                        k = 2πλ

                                        ω = 2πT (rads)

                                        l = panjang tali (m)

                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Efek Doppler

                                        x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                        λ = panjang gelombang (m)

                                        t = waktu sesaat (s)

                                        Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                        Ap = 2 A sin kx

                                        Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                        gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                        Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                        amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                        tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                        Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                        S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                        =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                        Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                        P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                        =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                        Superposisi gelombang

                                        Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                        akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                        simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                        sebuah gelombang baru

                                        Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                        y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                        Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                        Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                        y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                        Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                        Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                        Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                        y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Efek Doppler

                                        y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                        y = y1 + y2

                                        = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                        y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                        Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                        y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                        Dengan

                                        As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                        bebas

                                        Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                        sebagai berikut

                                        Ap maksimum saat cos〖(2π

                                        x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                        x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                        helliphellip

                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                        Ap minimum saat cos〖(2π

                                        x)( λ)〗=0 sehingga

                                        x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                        helliphellip

                                        Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                        Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                        y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                        y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                        Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                        y = y1 + y2

                                        y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                        Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                        sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Efek Doppler

                                        Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                        y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                        Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                        As = 2A sin2π(xλ)

                                        Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                        karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                        Ap=2 A sin 2πλ x

                                        Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                        x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                        yang dapat ditulis sebagai berikut

                                        Ap=2 A sin(2πλ) x

                                        Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                        x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Efek Doppler

                                        Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                        membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                        tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                        kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                        hilang)

                                        Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                        ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                        bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                        ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                        sumber

                                        Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                        yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                        dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                        frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                        Jadi

                                        1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                        pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                        2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                        maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                        3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                        VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                        fs

                                        Hal ini disebabkan

                                        1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                        2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        1 1

                                        s p

                                        Efek Doppler

                                        Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                        Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                        Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                        sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                        vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                        vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                        Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                        ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                        gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                        cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                        frekuensi

                                        Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                        bentuk

                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        ps

                                        s p

                                        ff

                                        v v v v

                                        p

                                        p ss

                                        v vf f

                                        v v

                                        pp s

                                        s

                                        v vf f

                                        v v

                                        Efek Doppler

                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                        VP= Kec pendengar ( ms )

                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        1 Optika Geometri

                                        a Hukum Pemantulan Snellius

                                        Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                        bidang datar

                                        Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                        b Cermin Datar

                                        Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                        Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                        n = jumlah bayangan yang terlihat

                                        = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                        c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                        Ketentuan

                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                        dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                        d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                        Catatan

                                        Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                        cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                        sebagai berikut

                                        e Pembiasan (Refraksi)

                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        i = sudut datang

                                        r = sudut bias

                                        n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                        V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                        nud = indeks bias udara = 1

                                        2 Optika Fisik

                                        a Sudut Dispersi

                                        Q = Du - Dm

                                        Q = sudut disperse

                                        Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                        b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                        = panjang gelombang cahaya

                                        d = jarak antar celah

                                        p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                        L = jarak celah ke layar

                                        k = 123 hellip dst

                                        c Celah Tunggal

                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                        = sudut deviasi

                                        d Difraksi Kisi

                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                        e Selaput Tipis

                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                        n = indeks bias selaput tipis

                                        d = tebal selaput tipis

                                        r = sudut bias

                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        f Polarisasi

                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                        vektor medan magnet saling tegak lurus

                                        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                        tongkat penggembala

                                        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                        Hanya dipengaruhi oleh

                                        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        A Relativitas

                                        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                        koordinat

                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                        batang

                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                        V = kecepatan pengamat

                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                        U = kecepatan pengamat

                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                        E = m C2

                                        E = energi yang timbul

                                        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                        B Teori Kuantum

                                        E = h f

                                        E = kuantum energi dalam joule

                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                        fo = frekuensi batas (Hz)

                                        me= massa elektron (kg)

                                        Vo = kecepatan elektron

                                        hf = W + Ek

                                        hf = energi foton yang datang

                                        W = energi pelepasan elektron

                                        Ek = energi kinetik electron

                                        ATOM BOHR

                                        1048708 Postulat Bohr

                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                        dipancarkan mempunyai energi

                                        GELOMBANG DE BROGLIE

                                        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                        1048708 Panjang gelombang foton

                                        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                        oleh Davisson amp Germer

                                        = panjang gelombang de Broglie

                                        = konstanta Planck

                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        = massa partikel

                                        = kecepatan partikel

                                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                        = momentum foton

                                        = konstanta Planck

                                        = kecepatan cahaya (foton)

                                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                        = panjang gelombang foton mula-mula

                                        = konstanta Planck

                                        = sudut penyimpangan foton

                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                        kecepatan elektron yang diemisikan

                                        E = Energi

                                        h = tetapan Planck

                                        f = frekwensi

                                        c = kecepatan cahaya

                                        v = kecepatan

                                        a = energi ambang

                                        m = massa λ = panjang gelombang

                                        p = momentum

                                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                                        Hypotesa de Broglie

                                        Hamburan Compton

                                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Catatan penting

                                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                        Massa 1e = 9110-31 kg

                                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                        Energi Nuklir

                                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                        diperhitungkan

                                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                        masalah kelangkaan energi

                                        Fisi Nuklir

                                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                        yaitu reaksi fisi nuklir

                                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Energi Nuklir

                                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Energi Nuklir

                                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                        Reaktor Nuklir

                                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                        batang kendali dan perisai beton

                                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Energi Nuklir

                                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                        reaktor

                                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                        diizinkan

                                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Energi Nuklir

                                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                        reaktor

                                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                        air bertekanan

                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Listrik Dinamis

                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                        Hukum Ohm

                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Listrik Dinamis

                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                        pada rangkaian yang

                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Listrik Dinamis

                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                        ditulis

                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Listrik Dinamis

                                        Hukum Kirchoff

                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                        arus listrik

                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                        Maka diperoleh persamaan

                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                        I masuk = I keluar

                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                        Rangkaian Seri

                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                        VAC = IR1 + IR2

                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                        Rangkaian Paralel

                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                        diperoleh persamaan

                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                        yang lain tetap menyala

                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                        dirumuskan

                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                        Rp = R n

                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Listrik Statis

                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Rangkaian Majemuk

                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                        turun

                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                        arah arus yang melaluinya

                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        Usaha dan Energi Listrik

                                        Usaha Listrik

                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                        muatan itu

                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                        positif

                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                        t

                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                        Kapasitansi

                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                        rumus dapat ditulis

                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                        disederhanakan

                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                        paralel

                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Rangkaian kapasitor

                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                        Rangkaian R

                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                        Rangkaian C

                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                        (iC) sebesar = -90deg

                                        Rangkaian L

                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                        =+90deg

                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                        menurut hubungan

                                        di sini T dalam detik

                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                        sama

                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                        resistor R ialah I2R

                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                        henry dan f dalam hertz

                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Medan Magnet

                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                        ini

                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                        1 Induksi Magnetik

                                        Hukum Biot-Savart

                                        Yang mana

                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                        5 Gaya Lorentz

                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                        (GGL induksi)

                                        Efisiensi trafo ( )

                                        ps = daya sekunder (watt)

                                        pp = daya primer (watt)

                                        Np = jumlah lilitan primer

                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                        untuk trafo ideal

                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                        Dasar alat semikonduktor

                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                        praktikal

                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                        listriknya

                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                        komponen-komponen lainnya

                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                        berukuran relatif kecil

                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                        IC (Integrated Circuit)

                                        • Superposisi gelombang
                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                • Hukum Ohm
                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                • Hukum Kirchoff
                                                • Dasar alat semikonduktor

                                          21Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          Suatu partikel yang bergerak melingkar dengan besar kecepatan

                                          konstan partikel tersebut mengalami percepatan (centripetal) sebesar

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          a = v2r

                                          yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                          Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                          benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                          tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                          centripetal

                                          Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                          pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                          tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                          T

                                          w

                                          T

                                          w

                                          Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                          (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                          Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                          memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                          benda bergerak

                                          Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                          1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                          2 Hukum kekekalan energy

                                          Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                          dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                          1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                          dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                          rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                          kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                          Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                          panjang busur s dimana

                                          s = r

                                          atau = sr

                                          dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                          Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                          - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                          2 - 1

                                          t2 - t1 t

                                          kecepatan sudut sesaat adalah

                                          = lim t = ddt

                                          t0

                                          Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                          Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                          t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                          2 - 1

                                          t2 - t1 t

                                          dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                          = lim t = ddt

                                          t0

                                          Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                          kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                          karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                          Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                          dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                          bila diperlambat

                                          2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                          Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                          yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                          (1) = o + t

                                          (2) = o + 12 ( + o )t

                                          (3) = o + ot + 12 t2

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                          3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                          PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                          Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                          jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                          s = r

                                          bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                          dsdt = ddt r

                                          Kecepatan linear partikel v = r

                                          bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                          dvdt = ddt r

                                          Percepatan tangensial partkel at = r

                                          Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                          centripetal (radial)

                                          ar = v2r

                                          ar = 2r

                                          Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                          2

                                          5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                          Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                          didefinisikan = r x F

                                          Besarnya torsi

                                          = r F sin

                                          rumusan ini dapat diubah menjadi

                                          = r (F sin) = r F

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          atau = F (r sin) = F r

                                          dimana F adalah

                                          komponen F yang tegak lurus r dan

                                          r adalah

                                          komponen r yang tegak lurus F

                                          6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                          Momentum sudut pada sebuah partikel

                                          didefinisikan l = r x p

                                          dengan p = mv

                                          Besarnya momentum sudut

                                          l = r p sin

                                          rumusan ini dapat diubah menjadi

                                          l = r (p sin) = r p

                                          atau l = p (r sin) = p r

                                          dimana p adalah

                                          komponen p yang tegak lurus r dan

                                          r adalah

                                          komponen r yang tegak lurus p

                                          Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                          bila dideferensialkan doperoleh

                                          dldt = d (r x p)dt

                                          dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                          dldt = (r x F) + (v x mv)

                                          diperoleh

                                          dldt =

                                          dpdt = F

                                          ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                          bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                          7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                          Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                          sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                          benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                          tersebut adalah

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          26

                                          I = r2 dm

                                          Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                          2 + + 12 mnvn2

                                          karena v = r maka

                                          K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                          2 + + 12 mn2rn2

                                          K = 12 ( m1r12 ) 2

                                          Energi kinetik rotasi benda

                                          K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                          dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                          tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                          a distribusibentuk massabenda tersebut

                                          b sumbu rotasi

                                          Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                          dm

                                          r

                                          Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                          bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                          menjadi

                                          I = Ipm + Mh2

                                          dimana

                                          Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                          M adalah massa total benda

                                          8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                          salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                          adalah

                                          = r x F

                                          Arah torsi searah dengan sumbu z

                                          Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                          ditempuh partikel ds dimana

                                          ds = r d

                                          Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                          dW = F ds

                                          dW = F cos ds

                                          dW = (F cos ) (r d)

                                          dW = d

                                          dW = F ds

                                          Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                          dWdt = ddt

                                          P =

                                          P = F v

                                          Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                          usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                          dWdt = dKdt

                                          dWdt = d(12 I 2)dt

                                          = 12 I d2dt

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          = I ddt

                                          = I

                                          = I

                                          F = m a

                                          9 MENGGELINDING

                                          Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                          dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                          Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                          sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                          dinyatakan

                                          vpm = R

                                          apm = R

                                          Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                          kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                          sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                          menggelinding

                                          Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                          K = 12 IP 2

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                          = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                          = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                          K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                          Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                          sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                          murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                          sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          31Pemuaian

                                          Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                          terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                          dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                          bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                          volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                          tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                          fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                          hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                          inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                          inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                          atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                          mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                          makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                          yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                          selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                          dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                          FENOMENA FLUIDA

                                          Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                          dalam air

                                          Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                          Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                          tenggelam

                                          Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                          Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          32Pemuaian

                                          TEKANAN HIDROSTATIS

                                          Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                          Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                          zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                          massa jenis zat cair ( r )

                                          dalam bejana

                                          HUKUM PASCAL

                                          Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                          P1 = P2

                                          F1A1 = F2A2

                                          HUKUM ARCHIMEDES

                                          Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                          Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                          a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                          b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                          c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                          W = berat benda

                                          Fa = gaya ke atas = rz V g

                                          rb = massa jenis benda

                                          rz = massa jenis fluida

                                          V = volume benda

                                          V = volume benda yang berada dalam fluida

                                          Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                          Wz = W - Fa

                                          Wz = berat benda di dalam zat cair

                                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Ph = r g h

                                          Pt = Po + Ph

                                          F = P h A = r g V

                                          r = massa jenis zat cair

                                          h = tinggi zat cair dari permukaan

                                          g = percepatan gravitasi

                                          Pt = tekanan total

                                          Po = tekanan udara luar

                                          33Pemuaian

                                          TEGANGAN PERMUKAAN

                                          Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                          zat cair persatuan panjang(l)

                                          g = F 2l

                                          KAPILARITAS

                                          Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                          dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                          y = 2 g cos q r g r

                                          y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                          g = tegangan permukaan (Nm)

                                          q = sudut kontak (derajat)

                                          p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                          g = percepatan gravitas (m det2)

                                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          34Suhu

                                          Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                          adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                          Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                          es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                          tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          35Pemuaian

                                          Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                          ΔL=Lo ΔT

                                          = koefisien muai panjang

                                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                          Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                          ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                          Pemuaian volume

                                          ΔV=Vo ΔT

                                          Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                          = koefisien muai volume

                                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                          PEMUAIAN ZAT CAIR

                                          Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                          Keterangan

                                          = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                          PEMUAIAN GAS

                                          Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                          Keterangan

                                          = koef Muai volume gas = 1273

                                          T = suhu harus dlm Kelvin

                                          Maka formula dapat dalam bentuk

                                          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          36

                                          ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                          1 terdiri dari molekul-molekul

                                          2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                          agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                          3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                          molekul gas tersebut

                                          4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                          5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                          bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                          6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                          tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                          7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                          PROSES ISOTHERMAL

                                          Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                          DIMANA P adalah tekanan gas

                                          V adalah volume gas

                                          PROSES ISOVOLUME

                                          Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                          temperaturnya dalam Kelvin

                                          DIMANA P adalah tekanan gas

                                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                          PROSES ISOBARIS

                                          Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                          DIMANA V adalah volume gas

                                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                          HUKUM AVOGADRO

                                          setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                          sama pula

                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          37

                                          DIMANA P adalah tekanan gas

                                          V adalah volume gas

                                          N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                          k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          38Hukum Termodinamika

                                          Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                          keadaan awalnya

                                          Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                          (1986-1832)

                                          HUKUM TERMODINAMIKA

                                          01 cp - cv = R

                                          cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                          cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                          02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                          a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                          b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                          = konstanta Laplace

                                          03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                          04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                          05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                          Q = U + W

                                          Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                          U = perubahan energi dalam

                                          W = Usaha luar

                                          PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                          1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                          Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                          ( lihat gambar )

                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          39Hukum Termodinamika

                                          sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                          Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                          Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                          Pemanasan Pendinginan

                                          W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                          2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                          Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                          Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                          Pemanasan Pendinginan

                                          V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                          Q = U2 - U1

                                          Q = U

                                          U = m cv ( T2 - T1 )

                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          40Hukum Termodinamika

                                          3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                          Selama proses suhunya konstan

                                          ( lihat gambar )

                                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                          Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                          P1 V2 = P2 V2

                                          Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                          Pemanasan Pendinginan

                                          T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                          ln x =2303 log x

                                          4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                          Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                          ( lihat gambar )

                                          Sebelum proses Selamaakhir proses

                                          oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          41Hukum Termodinamika

                                          Pengembangan Pemampatan

                                          Q = 0 ------agrave O = U + W

                                          U2 -U1 = - W

                                          T1V1g-1

                                          = T2V2g-1

                                          W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                          - V1g-1

                                          )

                                          P1V1g = P2V2g

                                          06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                          Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                          T = suhu

                                          η = efisiensi

                                          P = tekanan

                                          V = volume

                                          W = usaha

                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Gerak Gelombang

                                          Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                          bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                          secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                          dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                          gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                          Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                          dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                          dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                          berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                          Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                          dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                          melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                          (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                          E = h fatau

                                          E = h cλ

                                          Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                          Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Efek Doppler

                                          Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                          maksimum tertentu

                                          Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                          terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                          Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                          setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                          gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                          gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                          maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                          Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                          adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                          titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                          dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                          y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                          y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                          Keterangan

                                          a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                          b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                          sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                          dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                          y = y1+ y2

                                          =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                          Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                          sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                          Menjadi

                                          y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                          y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                          Rumus interferensi

                                          y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                          Keterangan

                                          A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                          k = 2πλ

                                          ω = 2πT (rads)

                                          l = panjang tali (m)

                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Efek Doppler

                                          x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                          λ = panjang gelombang (m)

                                          t = waktu sesaat (s)

                                          Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                          Ap = 2 A sin kx

                                          Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                          gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                          Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                          amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                          tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                          Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                          S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                          =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                          Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                          P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                          =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                          Superposisi gelombang

                                          Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                          akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                          simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                          sebuah gelombang baru

                                          Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                          y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                          Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                          Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                          y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                          Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                          Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                          Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                          y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Efek Doppler

                                          y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                          y = y1 + y2

                                          = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                          y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                          Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                          y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                          Dengan

                                          As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                          bebas

                                          Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                          sebagai berikut

                                          Ap maksimum saat cos〖(2π

                                          x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                          x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                          helliphellip

                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                          Ap minimum saat cos〖(2π

                                          x)( λ)〗=0 sehingga

                                          x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                          helliphellip

                                          Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                          Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                          y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                          y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                          Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                          y = y1 + y2

                                          y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                          Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                          sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Efek Doppler

                                          Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                          y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                          Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                          As = 2A sin2π(xλ)

                                          Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                          karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                          Ap=2 A sin 2πλ x

                                          Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                          x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                          yang dapat ditulis sebagai berikut

                                          Ap=2 A sin(2πλ) x

                                          Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                          x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Efek Doppler

                                          Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                          membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                          tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                          kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                          hilang)

                                          Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                          ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                          bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                          ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                          sumber

                                          Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                          yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                          dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                          frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                          Jadi

                                          1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                          pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                          2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                          maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                          3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                          VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                          fs

                                          Hal ini disebabkan

                                          1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                          2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          1 1

                                          s p

                                          Efek Doppler

                                          Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                          Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                          Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                          sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                          vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                          vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                          Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                          ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                          gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                          cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                          frekuensi

                                          Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                          bentuk

                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          ps

                                          s p

                                          ff

                                          v v v v

                                          p

                                          p ss

                                          v vf f

                                          v v

                                          pp s

                                          s

                                          v vf f

                                          v v

                                          Efek Doppler

                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                          VP= Kec pendengar ( ms )

                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          1 Optika Geometri

                                          a Hukum Pemantulan Snellius

                                          Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                          bidang datar

                                          Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                          b Cermin Datar

                                          Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                          Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                          n = jumlah bayangan yang terlihat

                                          = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                          c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                          Ketentuan

                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                          dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                          d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                          Catatan

                                          Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                          cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                          sebagai berikut

                                          e Pembiasan (Refraksi)

                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          i = sudut datang

                                          r = sudut bias

                                          n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                          V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                          nud = indeks bias udara = 1

                                          2 Optika Fisik

                                          a Sudut Dispersi

                                          Q = Du - Dm

                                          Q = sudut disperse

                                          Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                          b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                          = panjang gelombang cahaya

                                          d = jarak antar celah

                                          p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                          L = jarak celah ke layar

                                          k = 123 hellip dst

                                          c Celah Tunggal

                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                          = sudut deviasi

                                          d Difraksi Kisi

                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                          e Selaput Tipis

                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                          n = indeks bias selaput tipis

                                          d = tebal selaput tipis

                                          r = sudut bias

                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          f Polarisasi

                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                          vektor medan magnet saling tegak lurus

                                          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                          tongkat penggembala

                                          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                          Hanya dipengaruhi oleh

                                          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          A Relativitas

                                          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                          koordinat

                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                          batang

                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                          V = kecepatan pengamat

                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                          U = kecepatan pengamat

                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                          E = m C2

                                          E = energi yang timbul

                                          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                          B Teori Kuantum

                                          E = h f

                                          E = kuantum energi dalam joule

                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                          fo = frekuensi batas (Hz)

                                          me= massa elektron (kg)

                                          Vo = kecepatan elektron

                                          hf = W + Ek

                                          hf = energi foton yang datang

                                          W = energi pelepasan elektron

                                          Ek = energi kinetik electron

                                          ATOM BOHR

                                          1048708 Postulat Bohr

                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                          dipancarkan mempunyai energi

                                          GELOMBANG DE BROGLIE

                                          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                          1048708 Panjang gelombang foton

                                          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                          oleh Davisson amp Germer

                                          = panjang gelombang de Broglie

                                          = konstanta Planck

                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          = massa partikel

                                          = kecepatan partikel

                                          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                          = momentum foton

                                          = konstanta Planck

                                          = kecepatan cahaya (foton)

                                          = panjang gelombang cahaya (foton)

                                          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                          = panjang gelombang foton mula-mula

                                          = konstanta Planck

                                          = sudut penyimpangan foton

                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                          kecepatan elektron yang diemisikan

                                          E = Energi

                                          h = tetapan Planck

                                          f = frekwensi

                                          c = kecepatan cahaya

                                          v = kecepatan

                                          a = energi ambang

                                          m = massa λ = panjang gelombang

                                          p = momentum

                                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                                          Hypotesa de Broglie

                                          Hamburan Compton

                                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Catatan penting

                                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                          Massa 1e = 9110-31 kg

                                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                          Energi Nuklir

                                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                          diperhitungkan

                                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                          masalah kelangkaan energi

                                          Fisi Nuklir

                                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                          yaitu reaksi fisi nuklir

                                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Energi Nuklir

                                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Energi Nuklir

                                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                          Reaktor Nuklir

                                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                          batang kendali dan perisai beton

                                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Energi Nuklir

                                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                          reaktor

                                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                          diizinkan

                                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Energi Nuklir

                                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                          reaktor

                                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                          air bertekanan

                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Listrik Dinamis

                                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                          Hukum Ohm

                                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Listrik Dinamis

                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                          pada rangkaian yang

                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Listrik Dinamis

                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                          ditulis

                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Listrik Dinamis

                                          Hukum Kirchoff

                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                          arus listrik

                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                          Maka diperoleh persamaan

                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                          I masuk = I keluar

                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                          Rangkaian Seri

                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                          VAC = IR1 + IR2

                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                          Rangkaian Paralel

                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                          diperoleh persamaan

                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                          yang lain tetap menyala

                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                          dirumuskan

                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                          Rp = R n

                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Listrik Statis

                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Rangkaian Majemuk

                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                          turun

                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                          arah arus yang melaluinya

                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          Usaha dan Energi Listrik

                                          Usaha Listrik

                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                          muatan itu

                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                          positif

                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                          t

                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                          Kapasitansi

                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                          rumus dapat ditulis

                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                          disederhanakan

                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                          paralel

                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Rangkaian kapasitor

                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                          Rangkaian R

                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                          Rangkaian C

                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                          (iC) sebesar = -90deg

                                          Rangkaian L

                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                          =+90deg

                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                          menurut hubungan

                                          di sini T dalam detik

                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                          sama

                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                          resistor R ialah I2R

                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                          henry dan f dalam hertz

                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Medan Magnet

                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                          ini

                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                          1 Induksi Magnetik

                                          Hukum Biot-Savart

                                          Yang mana

                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                          5 Gaya Lorentz

                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                          (GGL induksi)

                                          Efisiensi trafo ( )

                                          ps = daya sekunder (watt)

                                          pp = daya primer (watt)

                                          Np = jumlah lilitan primer

                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                          untuk trafo ideal

                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                          Dasar alat semikonduktor

                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                          praktikal

                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                          listriknya

                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                          komponen-komponen lainnya

                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                          berukuran relatif kecil

                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                          IC (Integrated Circuit)

                                          • Superposisi gelombang
                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                  • Hukum Ohm
                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                  • Hukum Kirchoff
                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                            22Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            a = v2r

                                            yang arahnya menuju ke pusat lingkaran (kelengkungan)

                                            Dari hukum ke-2 Newton bahwa apabila sebuah benda bergerak dipercepat maka pada

                                            benda tersebut bekerja gaya Maka pada kasus benda bergerak melingkar pada benda

                                            tersebut bekerja gaya yang arahnya juga ke pusat Gaya-gaya tersebut disebut gaya

                                            centripetal

                                            Contoh sebuah balok yang diputar vertikal dengan tali

                                            pada posisi di A gaya yang menuju ke pusat adalah

                                            tegangan tali T dan berat balok w jadi Fc = T + w

                                            T

                                            w

                                            T

                                            w

                                            Pada posisi di bawah gaya yang menuju ke pusat adalah tegangan tali T dan berat balok w

                                            (arah menjauhi pusat) Jadi Fc = T ndash w

                                            Dinamika gerak rotasi adalah mempelajari gerak rotasi dengan

                                            memperhitungkan pengaruh gaya yang menyebabkan

                                            benda bergerak

                                            Karena ada pengaruh gaya maka dinamika rotasi meliputi

                                            1 Hukum kekekalan momentum rotasi

                                            2 Hukum kekekalan energy

                                            Sebuah benda tegar bergerak rotasi murni jika setiap partikel pada benda tersebut bergerak

                                            dalam lingkaran yang pusatnya terletak pada garis lurus yang disebut sumbu rotasi

                                            1 KECEPATAN SUDUT DAN PERCEPATAN SUDUT

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                            dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                            rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                            kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                            Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                            panjang busur s dimana

                                            s = r

                                            atau = sr

                                            dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                            Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                            - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                            2 - 1

                                            t2 - t1 t

                                            kecepatan sudut sesaat adalah

                                            = lim t = ddt

                                            t0

                                            Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                            Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                            t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                            2 - 1

                                            t2 - t1 t

                                            dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                            = lim t = ddt

                                            t0

                                            Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                            kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                            karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                            Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                            dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                            bila diperlambat

                                            2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                            Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                            yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                            (1) = o + t

                                            (2) = o + 12 ( + o )t

                                            (3) = o + ot + 12 t2

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                            3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                            PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                            Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                            jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                            s = r

                                            bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                            dsdt = ddt r

                                            Kecepatan linear partikel v = r

                                            bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                            dvdt = ddt r

                                            Percepatan tangensial partkel at = r

                                            Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                            centripetal (radial)

                                            ar = v2r

                                            ar = 2r

                                            Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                            2

                                            5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                            Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                            didefinisikan = r x F

                                            Besarnya torsi

                                            = r F sin

                                            rumusan ini dapat diubah menjadi

                                            = r (F sin) = r F

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            atau = F (r sin) = F r

                                            dimana F adalah

                                            komponen F yang tegak lurus r dan

                                            r adalah

                                            komponen r yang tegak lurus F

                                            6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                            Momentum sudut pada sebuah partikel

                                            didefinisikan l = r x p

                                            dengan p = mv

                                            Besarnya momentum sudut

                                            l = r p sin

                                            rumusan ini dapat diubah menjadi

                                            l = r (p sin) = r p

                                            atau l = p (r sin) = p r

                                            dimana p adalah

                                            komponen p yang tegak lurus r dan

                                            r adalah

                                            komponen r yang tegak lurus p

                                            Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                            bila dideferensialkan doperoleh

                                            dldt = d (r x p)dt

                                            dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                            dldt = (r x F) + (v x mv)

                                            diperoleh

                                            dldt =

                                            dpdt = F

                                            ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                            bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                            7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                            Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                            sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                            benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                            tersebut adalah

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            26

                                            I = r2 dm

                                            Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                            2 + + 12 mnvn2

                                            karena v = r maka

                                            K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                            2 + + 12 mn2rn2

                                            K = 12 ( m1r12 ) 2

                                            Energi kinetik rotasi benda

                                            K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                            dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                            tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                            a distribusibentuk massabenda tersebut

                                            b sumbu rotasi

                                            Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                            dm

                                            r

                                            Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                            bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                            menjadi

                                            I = Ipm + Mh2

                                            dimana

                                            Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                            M adalah massa total benda

                                            8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                            salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                            adalah

                                            = r x F

                                            Arah torsi searah dengan sumbu z

                                            Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                            ditempuh partikel ds dimana

                                            ds = r d

                                            Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                            dW = F ds

                                            dW = F cos ds

                                            dW = (F cos ) (r d)

                                            dW = d

                                            dW = F ds

                                            Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                            dWdt = ddt

                                            P =

                                            P = F v

                                            Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                            usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                            dWdt = dKdt

                                            dWdt = d(12 I 2)dt

                                            = 12 I d2dt

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            = I ddt

                                            = I

                                            = I

                                            F = m a

                                            9 MENGGELINDING

                                            Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                            dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                            Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                            sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                            dinyatakan

                                            vpm = R

                                            apm = R

                                            Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                            kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                            sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                            menggelinding

                                            Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                            K = 12 IP 2

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                            = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                            = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                            K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                            Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                            sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                            murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                            sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                            Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            31Pemuaian

                                            Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                            terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                            dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                            bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                            volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                            tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                            fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                            hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                            inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                            inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                            atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                            mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                            makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                            yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                            selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                            dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                            FENOMENA FLUIDA

                                            Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                            dalam air

                                            Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                            Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                            tenggelam

                                            Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                            Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            32Pemuaian

                                            TEKANAN HIDROSTATIS

                                            Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                            Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                            zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                            massa jenis zat cair ( r )

                                            dalam bejana

                                            HUKUM PASCAL

                                            Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                            P1 = P2

                                            F1A1 = F2A2

                                            HUKUM ARCHIMEDES

                                            Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                            Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                            a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                            b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                            c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                            W = berat benda

                                            Fa = gaya ke atas = rz V g

                                            rb = massa jenis benda

                                            rz = massa jenis fluida

                                            V = volume benda

                                            V = volume benda yang berada dalam fluida

                                            Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                            Wz = W - Fa

                                            Wz = berat benda di dalam zat cair

                                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Ph = r g h

                                            Pt = Po + Ph

                                            F = P h A = r g V

                                            r = massa jenis zat cair

                                            h = tinggi zat cair dari permukaan

                                            g = percepatan gravitasi

                                            Pt = tekanan total

                                            Po = tekanan udara luar

                                            33Pemuaian

                                            TEGANGAN PERMUKAAN

                                            Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                            zat cair persatuan panjang(l)

                                            g = F 2l

                                            KAPILARITAS

                                            Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                            dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                            y = 2 g cos q r g r

                                            y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                            g = tegangan permukaan (Nm)

                                            q = sudut kontak (derajat)

                                            p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                            g = percepatan gravitas (m det2)

                                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            34Suhu

                                            Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                            adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                            Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                            es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                            tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            35Pemuaian

                                            Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                            ΔL=Lo ΔT

                                            = koefisien muai panjang

                                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                            Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                            ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                            Pemuaian volume

                                            ΔV=Vo ΔT

                                            Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                            = koefisien muai volume

                                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                            PEMUAIAN ZAT CAIR

                                            Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                            Keterangan

                                            = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                            PEMUAIAN GAS

                                            Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                            Keterangan

                                            = koef Muai volume gas = 1273

                                            T = suhu harus dlm Kelvin

                                            Maka formula dapat dalam bentuk

                                            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            36

                                            ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                            1 terdiri dari molekul-molekul

                                            2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                            agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                            3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                            molekul gas tersebut

                                            4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                            5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                            bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                            6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                            tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                            7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                            PROSES ISOTHERMAL

                                            Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                            DIMANA P adalah tekanan gas

                                            V adalah volume gas

                                            PROSES ISOVOLUME

                                            Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                            temperaturnya dalam Kelvin

                                            DIMANA P adalah tekanan gas

                                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                            PROSES ISOBARIS

                                            Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                            DIMANA V adalah volume gas

                                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                            HUKUM AVOGADRO

                                            setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                            sama pula

                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            37

                                            DIMANA P adalah tekanan gas

                                            V adalah volume gas

                                            N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                            k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            38Hukum Termodinamika

                                            Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                            keadaan awalnya

                                            Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                            (1986-1832)

                                            HUKUM TERMODINAMIKA

                                            01 cp - cv = R

                                            cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                            cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                            02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                            a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                            b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                            = konstanta Laplace

                                            03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                            04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                            05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                            Q = U + W

                                            Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                            U = perubahan energi dalam

                                            W = Usaha luar

                                            PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                            1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                            Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                            ( lihat gambar )

                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            39Hukum Termodinamika

                                            sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                            Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                            Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                            Pemanasan Pendinginan

                                            W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                            2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                            Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                            Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                            Pemanasan Pendinginan

                                            V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                            Q = U2 - U1

                                            Q = U

                                            U = m cv ( T2 - T1 )

                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            40Hukum Termodinamika

                                            3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                            Selama proses suhunya konstan

                                            ( lihat gambar )

                                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                            Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                            P1 V2 = P2 V2

                                            Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                            Pemanasan Pendinginan

                                            T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                            ln x =2303 log x

                                            4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                            Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                            ( lihat gambar )

                                            Sebelum proses Selamaakhir proses

                                            oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            41Hukum Termodinamika

                                            Pengembangan Pemampatan

                                            Q = 0 ------agrave O = U + W

                                            U2 -U1 = - W

                                            T1V1g-1

                                            = T2V2g-1

                                            W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                            - V1g-1

                                            )

                                            P1V1g = P2V2g

                                            06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                            Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                            T = suhu

                                            η = efisiensi

                                            P = tekanan

                                            V = volume

                                            W = usaha

                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Gerak Gelombang

                                            Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                            bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                            secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                            dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                            gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                            Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                            dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                            dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                            berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                            Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                            dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                            melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                            (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                            E = h fatau

                                            E = h cλ

                                            Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                            Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Efek Doppler

                                            Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                            maksimum tertentu

                                            Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                            terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                            Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                            setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                            gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                            gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                            maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                            Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                            adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                            titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                            dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                            y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                            y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                            Keterangan

                                            a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                            b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                            sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                            dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                            y = y1+ y2

                                            =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                            Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                            sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                            Menjadi

                                            y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                            y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                            Rumus interferensi

                                            y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                            Keterangan

                                            A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                            k = 2πλ

                                            ω = 2πT (rads)

                                            l = panjang tali (m)

                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Efek Doppler

                                            x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                            λ = panjang gelombang (m)

                                            t = waktu sesaat (s)

                                            Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                            Ap = 2 A sin kx

                                            Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                            gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                            Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                            amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                            tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                            Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                            S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                            =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                            Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                            P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                            =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                            Superposisi gelombang

                                            Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                            akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                            simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                            sebuah gelombang baru

                                            Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                            y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                            Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                            Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                            y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                            Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                            Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                            Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                            y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Efek Doppler

                                            y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                            y = y1 + y2

                                            = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                            y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                            Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                            y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                            Dengan

                                            As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                            bebas

                                            Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                            sebagai berikut

                                            Ap maksimum saat cos〖(2π

                                            x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                            x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                            helliphellip

                                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                            Ap minimum saat cos〖(2π

                                            x)( λ)〗=0 sehingga

                                            x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                            helliphellip

                                            Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                            Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                            y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                            y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                            Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                            y = y1 + y2

                                            y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                            Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                            sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Efek Doppler

                                            Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                            y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                            Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                            As = 2A sin2π(xλ)

                                            Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                            karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                            Ap=2 A sin 2πλ x

                                            Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                            x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                            yang dapat ditulis sebagai berikut

                                            Ap=2 A sin(2πλ) x

                                            Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                            x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Efek Doppler

                                            Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                            membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                            tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                            kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                            hilang)

                                            Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                            ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                            bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                            ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                            sumber

                                            Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                            yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                            dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                            frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                            Jadi

                                            1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                            pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                            2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                            maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                            3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                            VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                            fs

                                            Hal ini disebabkan

                                            1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                            2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            1 1

                                            s p

                                            Efek Doppler

                                            Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                            Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                            Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                            sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                            vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                            vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                            Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                            ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                            gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                            cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                            frekuensi

                                            Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                            bentuk

                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            ps

                                            s p

                                            ff

                                            v v v v

                                            p

                                            p ss

                                            v vf f

                                            v v

                                            pp s

                                            s

                                            v vf f

                                            v v

                                            Efek Doppler

                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                            VP= Kec pendengar ( ms )

                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            1 Optika Geometri

                                            a Hukum Pemantulan Snellius

                                            Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                            bidang datar

                                            Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                            b Cermin Datar

                                            Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                            Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                            n = jumlah bayangan yang terlihat

                                            = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                            c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                            Ketentuan

                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                            dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                            d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                            Catatan

                                            Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                            cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                            sebagai berikut

                                            e Pembiasan (Refraksi)

                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            i = sudut datang

                                            r = sudut bias

                                            n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                            V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                            nud = indeks bias udara = 1

                                            2 Optika Fisik

                                            a Sudut Dispersi

                                            Q = Du - Dm

                                            Q = sudut disperse

                                            Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                            b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                            = panjang gelombang cahaya

                                            d = jarak antar celah

                                            p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                            L = jarak celah ke layar

                                            k = 123 hellip dst

                                            c Celah Tunggal

                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                            = sudut deviasi

                                            d Difraksi Kisi

                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                            e Selaput Tipis

                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                            n = indeks bias selaput tipis

                                            d = tebal selaput tipis

                                            r = sudut bias

                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            f Polarisasi

                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                            vektor medan magnet saling tegak lurus

                                            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                            tongkat penggembala

                                            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                            Hanya dipengaruhi oleh

                                            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            A Relativitas

                                            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                            koordinat

                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                            batang

                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                            V = kecepatan pengamat

                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                            U = kecepatan pengamat

                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                            E = m C2

                                            E = energi yang timbul

                                            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                            B Teori Kuantum

                                            E = h f

                                            E = kuantum energi dalam joule

                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                            fo = frekuensi batas (Hz)

                                            me= massa elektron (kg)

                                            Vo = kecepatan elektron

                                            hf = W + Ek

                                            hf = energi foton yang datang

                                            W = energi pelepasan elektron

                                            Ek = energi kinetik electron

                                            ATOM BOHR

                                            1048708 Postulat Bohr

                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                            dipancarkan mempunyai energi

                                            GELOMBANG DE BROGLIE

                                            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                            1048708 Panjang gelombang foton

                                            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                            oleh Davisson amp Germer

                                            = panjang gelombang de Broglie

                                            = konstanta Planck

                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            = massa partikel

                                            = kecepatan partikel

                                            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                            = momentum foton

                                            = konstanta Planck

                                            = kecepatan cahaya (foton)

                                            = panjang gelombang cahaya (foton)

                                            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                            = panjang gelombang foton mula-mula

                                            = konstanta Planck

                                            = sudut penyimpangan foton

                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                            kecepatan elektron yang diemisikan

                                            E = Energi

                                            h = tetapan Planck

                                            f = frekwensi

                                            c = kecepatan cahaya

                                            v = kecepatan

                                            a = energi ambang

                                            m = massa λ = panjang gelombang

                                            p = momentum

                                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                                            Hypotesa de Broglie

                                            Hamburan Compton

                                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Catatan penting

                                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                            Massa 1e = 9110-31 kg

                                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                            Energi Nuklir

                                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                            diperhitungkan

                                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                            masalah kelangkaan energi

                                            Fisi Nuklir

                                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                            yaitu reaksi fisi nuklir

                                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Energi Nuklir

                                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Energi Nuklir

                                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                            Reaktor Nuklir

                                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                            batang kendali dan perisai beton

                                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Energi Nuklir

                                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                            reaktor

                                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                            diizinkan

                                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Energi Nuklir

                                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                            reaktor

                                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                            air bertekanan

                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Listrik Dinamis

                                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                            Hukum Ohm

                                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Listrik Dinamis

                                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                            pada rangkaian yang

                                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                            Hambatan Kawat Penghantar

                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Listrik Dinamis

                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                            ditulis

                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Listrik Dinamis

                                            Hukum Kirchoff

                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                            arus listrik

                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                            Maka diperoleh persamaan

                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                            I masuk = I keluar

                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                            Rangkaian Seri

                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                            VAC = IR1 + IR2

                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                            Rangkaian Paralel

                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                            diperoleh persamaan

                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                            yang lain tetap menyala

                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                            dirumuskan

                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                            Rp = R n

                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Listrik Statis

                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Rangkaian Majemuk

                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                            turun

                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                            arah arus yang melaluinya

                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            Usaha dan Energi Listrik

                                            Usaha Listrik

                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                            muatan itu

                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                            positif

                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                            t

                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                            Kapasitansi

                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                            rumus dapat ditulis

                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                            disederhanakan

                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                            paralel

                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Rangkaian kapasitor

                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                            Rangkaian R

                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                            Rangkaian C

                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                            (iC) sebesar = -90deg

                                            Rangkaian L

                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                            =+90deg

                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                            menurut hubungan

                                            di sini T dalam detik

                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                            sama

                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                            resistor R ialah I2R

                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                            henry dan f dalam hertz

                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Medan Magnet

                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                            ini

                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                            1 Induksi Magnetik

                                            Hukum Biot-Savart

                                            Yang mana

                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                            5 Gaya Lorentz

                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                            (GGL induksi)

                                            Efisiensi trafo ( )

                                            ps = daya sekunder (watt)

                                            pp = daya primer (watt)

                                            Np = jumlah lilitan primer

                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                            untuk trafo ideal

                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                            Dasar alat semikonduktor

                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                            praktikal

                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                            listriknya

                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                            komponen-komponen lainnya

                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                            berukuran relatif kecil

                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                            IC (Integrated Circuit)

                                            • Superposisi gelombang
                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                    • Hukum Ohm
                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                    • Hukum Kirchoff
                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                              23Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              Gambar di atas memperlihatkan sebuah benda pejal yang melakukan gerak rotasi murni

                                              dengan sumbu tetap (sumbu z) yang tegak lurus bidang xy Setiap partikel mengalami gerak

                                              rotasi terhadap titik O Oleh karena itu untuk menyatakan posisi titik P lebih baik digunakan

                                              kordinat polar (r) Dalam keadaan ini r tetap konstan dan yang berubah adalah

                                              Bila partikel bergerak dari = 0 rad ke titik P partkel telah menempuh lintasan sejauh

                                              panjang busur s dimana

                                              s = r

                                              atau = sr

                                              dimana dalam radian ( 2 rad = 360o atau 1 rad 573o )

                                              Partkel bergerak dari P ke Q dalam selang waktu t (= t2 - t1) telang menyapu sudut (=2

                                              - 1) maka kecepatan sudut rata-rata partikel adalah

                                              2 - 1

                                              t2 - t1 t

                                              kecepatan sudut sesaat adalah

                                              = lim t = ddt

                                              t0

                                              Catatan setiap partikel pada benda tersebut akan mempunyai kecepatan sudut yang sama

                                              Jika kecepatan sudut sesaat dari benda tersebut berubah dari 1 ke 2 dalam selang waktu

                                              t maka percepatan sudut rata-rata dari benda tersebut adalah

                                              2 - 1

                                              t2 - t1 t

                                              dan percepatan sudut sesaatnya adalah

                                              = lim t = ddt

                                              t0

                                              Untuk rotasi dengan sumbu tetap setiap patikel pada benda pejal tersebut mempunyai

                                              kecepatan sudut yang sama dan percepatan sudut yang sama Jadi dan merupakan

                                              karakteristik keseluruhan benda pejal tersebut

                                              Arah dari dapat dicari dengan aturan arah maju sekrup putar kanan dan arah sama

                                              dengan arah ddt yang sama dengan arah bila dipercepat dan berlawanan dengan arah

                                              bila diperlambat

                                              2 GERAK ROTASI DENGAN PERCEPATAN SUDUT KONSTAN

                                              Untuk mendapatkan persamaan gerak rotasi kita mengambil langsung persamaan gerak

                                              yang sudah diperoleh pada gerak translasi

                                              (1) = o + t

                                              (2) = o + 12 ( + o )t

                                              (3) = o + ot + 12 t2

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                              3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                              PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                              Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                              jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                              s = r

                                              bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                              dsdt = ddt r

                                              Kecepatan linear partikel v = r

                                              bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                              dvdt = ddt r

                                              Percepatan tangensial partkel at = r

                                              Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                              centripetal (radial)

                                              ar = v2r

                                              ar = 2r

                                              Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                              2

                                              5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                              Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                              didefinisikan = r x F

                                              Besarnya torsi

                                              = r F sin

                                              rumusan ini dapat diubah menjadi

                                              = r (F sin) = r F

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              atau = F (r sin) = F r

                                              dimana F adalah

                                              komponen F yang tegak lurus r dan

                                              r adalah

                                              komponen r yang tegak lurus F

                                              6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                              Momentum sudut pada sebuah partikel

                                              didefinisikan l = r x p

                                              dengan p = mv

                                              Besarnya momentum sudut

                                              l = r p sin

                                              rumusan ini dapat diubah menjadi

                                              l = r (p sin) = r p

                                              atau l = p (r sin) = p r

                                              dimana p adalah

                                              komponen p yang tegak lurus r dan

                                              r adalah

                                              komponen r yang tegak lurus p

                                              Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                              bila dideferensialkan doperoleh

                                              dldt = d (r x p)dt

                                              dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                              dldt = (r x F) + (v x mv)

                                              diperoleh

                                              dldt =

                                              dpdt = F

                                              ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                              bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                              7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                              Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                              sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                              benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                              tersebut adalah

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              26

                                              I = r2 dm

                                              Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                              2 + + 12 mnvn2

                                              karena v = r maka

                                              K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                              2 + + 12 mn2rn2

                                              K = 12 ( m1r12 ) 2

                                              Energi kinetik rotasi benda

                                              K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                              dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                              tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                              a distribusibentuk massabenda tersebut

                                              b sumbu rotasi

                                              Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                              dm

                                              r

                                              Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                              bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                              menjadi

                                              I = Ipm + Mh2

                                              dimana

                                              Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                              M adalah massa total benda

                                              8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                              salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                              adalah

                                              = r x F

                                              Arah torsi searah dengan sumbu z

                                              Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                              ditempuh partikel ds dimana

                                              ds = r d

                                              Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                              dW = F ds

                                              dW = F cos ds

                                              dW = (F cos ) (r d)

                                              dW = d

                                              dW = F ds

                                              Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                              dWdt = ddt

                                              P =

                                              P = F v

                                              Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                              usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                              dWdt = dKdt

                                              dWdt = d(12 I 2)dt

                                              = 12 I d2dt

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              = I ddt

                                              = I

                                              = I

                                              F = m a

                                              9 MENGGELINDING

                                              Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                              dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                              Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                              sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                              dinyatakan

                                              vpm = R

                                              apm = R

                                              Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                              kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                              sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                              menggelinding

                                              Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                              K = 12 IP 2

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                              = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                              = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                              K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                              Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                              sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                              murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                              sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                              Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              31Pemuaian

                                              Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                              terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                              dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                              bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                              volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                              tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                              fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                              hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                              inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                              inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                              atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                              mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                              makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                              yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                              selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                              dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                              FENOMENA FLUIDA

                                              Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                              dalam air

                                              Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                              Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                              tenggelam

                                              Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                              Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              32Pemuaian

                                              TEKANAN HIDROSTATIS

                                              Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                              Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                              zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                              massa jenis zat cair ( r )

                                              dalam bejana

                                              HUKUM PASCAL

                                              Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                              P1 = P2

                                              F1A1 = F2A2

                                              HUKUM ARCHIMEDES

                                              Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                              Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                              a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                              b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                              c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                              W = berat benda

                                              Fa = gaya ke atas = rz V g

                                              rb = massa jenis benda

                                              rz = massa jenis fluida

                                              V = volume benda

                                              V = volume benda yang berada dalam fluida

                                              Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                              Wz = W - Fa

                                              Wz = berat benda di dalam zat cair

                                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Ph = r g h

                                              Pt = Po + Ph

                                              F = P h A = r g V

                                              r = massa jenis zat cair

                                              h = tinggi zat cair dari permukaan

                                              g = percepatan gravitasi

                                              Pt = tekanan total

                                              Po = tekanan udara luar

                                              33Pemuaian

                                              TEGANGAN PERMUKAAN

                                              Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                              zat cair persatuan panjang(l)

                                              g = F 2l

                                              KAPILARITAS

                                              Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                              dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                              y = 2 g cos q r g r

                                              y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                              g = tegangan permukaan (Nm)

                                              q = sudut kontak (derajat)

                                              p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                              g = percepatan gravitas (m det2)

                                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              34Suhu

                                              Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                              adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                              Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                              es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                              tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              35Pemuaian

                                              Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                              ΔL=Lo ΔT

                                              = koefisien muai panjang

                                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                              Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                              ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                              Pemuaian volume

                                              ΔV=Vo ΔT

                                              Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                              = koefisien muai volume

                                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                              PEMUAIAN ZAT CAIR

                                              Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                              Keterangan

                                              = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                              PEMUAIAN GAS

                                              Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                              Keterangan

                                              = koef Muai volume gas = 1273

                                              T = suhu harus dlm Kelvin

                                              Maka formula dapat dalam bentuk

                                              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              36

                                              ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                              1 terdiri dari molekul-molekul

                                              2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                              agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                              3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                              molekul gas tersebut

                                              4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                              5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                              bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                              6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                              tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                              7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                              PROSES ISOTHERMAL

                                              Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                              DIMANA P adalah tekanan gas

                                              V adalah volume gas

                                              PROSES ISOVOLUME

                                              Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                              temperaturnya dalam Kelvin

                                              DIMANA P adalah tekanan gas

                                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                              PROSES ISOBARIS

                                              Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                              DIMANA V adalah volume gas

                                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                              HUKUM AVOGADRO

                                              setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                              sama pula

                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              37

                                              DIMANA P adalah tekanan gas

                                              V adalah volume gas

                                              N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                              k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              38Hukum Termodinamika

                                              Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                              keadaan awalnya

                                              Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                              (1986-1832)

                                              HUKUM TERMODINAMIKA

                                              01 cp - cv = R

                                              cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                              cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                              02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                              a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                              b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                              = konstanta Laplace

                                              03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                              04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                              05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                              Q = U + W

                                              Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                              U = perubahan energi dalam

                                              W = Usaha luar

                                              PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                              1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                              Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                              ( lihat gambar )

                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              39Hukum Termodinamika

                                              sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                              Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                              Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                              Pemanasan Pendinginan

                                              W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                              2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                              Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                              Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                              Pemanasan Pendinginan

                                              V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                              Q = U2 - U1

                                              Q = U

                                              U = m cv ( T2 - T1 )

                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              40Hukum Termodinamika

                                              3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                              Selama proses suhunya konstan

                                              ( lihat gambar )

                                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                              Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                              P1 V2 = P2 V2

                                              Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                              Pemanasan Pendinginan

                                              T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                              ln x =2303 log x

                                              4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                              Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                              ( lihat gambar )

                                              Sebelum proses Selamaakhir proses

                                              oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              41Hukum Termodinamika

                                              Pengembangan Pemampatan

                                              Q = 0 ------agrave O = U + W

                                              U2 -U1 = - W

                                              T1V1g-1

                                              = T2V2g-1

                                              W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                              - V1g-1

                                              )

                                              P1V1g = P2V2g

                                              06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                              Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                              T = suhu

                                              η = efisiensi

                                              P = tekanan

                                              V = volume

                                              W = usaha

                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Gerak Gelombang

                                              Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                              bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                              secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                              dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                              gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                              Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                              dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                              dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                              berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                              Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                              dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                              melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                              (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                              E = h fatau

                                              E = h cλ

                                              Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                              Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Efek Doppler

                                              Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                              maksimum tertentu

                                              Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                              terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                              Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                              setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                              gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                              gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                              maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                              Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                              adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                              titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                              dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                              y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                              y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                              Keterangan

                                              a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                              b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                              sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                              dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                              y = y1+ y2

                                              =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                              Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                              sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                              Menjadi

                                              y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                              y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                              Rumus interferensi

                                              y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                              Keterangan

                                              A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                              k = 2πλ

                                              ω = 2πT (rads)

                                              l = panjang tali (m)

                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Efek Doppler

                                              x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                              λ = panjang gelombang (m)

                                              t = waktu sesaat (s)

                                              Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                              Ap = 2 A sin kx

                                              Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                              gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                              Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                              amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                              tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                              Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                              S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                              =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                              Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                              P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                              =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                              Superposisi gelombang

                                              Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                              akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                              simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                              sebuah gelombang baru

                                              Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                              y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                              Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                              Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                              y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                              Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                              Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                              Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                              y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Efek Doppler

                                              y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                              y = y1 + y2

                                              = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                              y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                              Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                              y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                              Dengan

                                              As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                              bebas

                                              Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                              sebagai berikut

                                              Ap maksimum saat cos〖(2π

                                              x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                              x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                              helliphellip

                                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                              Ap minimum saat cos〖(2π

                                              x)( λ)〗=0 sehingga

                                              x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                              helliphellip

                                              Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                              Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                              y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                              y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                              Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                              y = y1 + y2

                                              y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                              Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                              sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Efek Doppler

                                              Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                              y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                              Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                              As = 2A sin2π(xλ)

                                              Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                              karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                              Ap=2 A sin 2πλ x

                                              Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                              x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                              yang dapat ditulis sebagai berikut

                                              Ap=2 A sin(2πλ) x

                                              Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                              x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Efek Doppler

                                              Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                              membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                              tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                              kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                              hilang)

                                              Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                              ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                              bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                              ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                              sumber

                                              Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                              yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                              dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                              frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                              Jadi

                                              1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                              pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                              2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                              maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                              3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                              VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                              fs

                                              Hal ini disebabkan

                                              1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                              2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              1 1

                                              s p

                                              Efek Doppler

                                              Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                              Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                              Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                              sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                              vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                              vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                              Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                              ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                              gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                              cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                              frekuensi

                                              Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                              bentuk

                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              ps

                                              s p

                                              ff

                                              v v v v

                                              p

                                              p ss

                                              v vf f

                                              v v

                                              pp s

                                              s

                                              v vf f

                                              v v

                                              Efek Doppler

                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                              VP= Kec pendengar ( ms )

                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              1 Optika Geometri

                                              a Hukum Pemantulan Snellius

                                              Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                              bidang datar

                                              Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                              b Cermin Datar

                                              Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                              Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                              n = jumlah bayangan yang terlihat

                                              = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                              c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                              Ketentuan

                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                              dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                              d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                              Catatan

                                              Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                              cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                              sebagai berikut

                                              e Pembiasan (Refraksi)

                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              i = sudut datang

                                              r = sudut bias

                                              n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                              V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                              nud = indeks bias udara = 1

                                              2 Optika Fisik

                                              a Sudut Dispersi

                                              Q = Du - Dm

                                              Q = sudut disperse

                                              Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                              b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                              = panjang gelombang cahaya

                                              d = jarak antar celah

                                              p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                              L = jarak celah ke layar

                                              k = 123 hellip dst

                                              c Celah Tunggal

                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                              = sudut deviasi

                                              d Difraksi Kisi

                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                              e Selaput Tipis

                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                              n = indeks bias selaput tipis

                                              d = tebal selaput tipis

                                              r = sudut bias

                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              f Polarisasi

                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                              magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                              vektor medan magnet saling tegak lurus

                                              ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                              sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                              Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                              Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                              Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                              tongkat penggembala

                                              Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                              udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                              Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                              Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                              listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                              lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                              dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                              Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                              paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                              perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                              Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                              Hanya dipengaruhi oleh

                                              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              A Relativitas

                                              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                              koordinat

                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                              batang

                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                              V = kecepatan pengamat

                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                              U = kecepatan pengamat

                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                              E = m C2

                                              E = energi yang timbul

                                              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                              B Teori Kuantum

                                              E = h f

                                              E = kuantum energi dalam joule

                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                              fo = frekuensi batas (Hz)

                                              me= massa elektron (kg)

                                              Vo = kecepatan elektron

                                              hf = W + Ek

                                              hf = energi foton yang datang

                                              W = energi pelepasan elektron

                                              Ek = energi kinetik electron

                                              ATOM BOHR

                                              1048708 Postulat Bohr

                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                              dipancarkan mempunyai energi

                                              GELOMBANG DE BROGLIE

                                              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                              1048708 Panjang gelombang foton

                                              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                              oleh Davisson amp Germer

                                              = panjang gelombang de Broglie

                                              = konstanta Planck

                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              = massa partikel

                                              = kecepatan partikel

                                              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                              = momentum foton

                                              = konstanta Planck

                                              = kecepatan cahaya (foton)

                                              = panjang gelombang cahaya (foton)

                                              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                              = panjang gelombang foton mula-mula

                                              = konstanta Planck

                                              = sudut penyimpangan foton

                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                              kecepatan elektron yang diemisikan

                                              E = Energi

                                              h = tetapan Planck

                                              f = frekwensi

                                              c = kecepatan cahaya

                                              v = kecepatan

                                              a = energi ambang

                                              m = massa λ = panjang gelombang

                                              p = momentum

                                              p=momentum Ek = Energi kinetik

                                              Hypotesa de Broglie

                                              Hamburan Compton

                                              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Catatan penting

                                              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                              Massa 1e = 9110-31 kg

                                              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                              Energi Nuklir

                                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                              diperhitungkan

                                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                              masalah kelangkaan energi

                                              Fisi Nuklir

                                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                              yaitu reaksi fisi nuklir

                                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Energi Nuklir

                                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Energi Nuklir

                                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                              Reaktor Nuklir

                                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                              batang kendali dan perisai beton

                                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Energi Nuklir

                                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                              reaktor

                                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                              diizinkan

                                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Energi Nuklir

                                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                              reaktor

                                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                              air bertekanan

                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Listrik Dinamis

                                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                              Hukum Ohm

                                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Listrik Dinamis

                                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                              pada rangkaian yang

                                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                              Hambatan Kawat Penghantar

                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Listrik Dinamis

                                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                              ditulis

                                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Listrik Dinamis

                                              Hukum Kirchoff

                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                              arus listrik

                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                              Maka diperoleh persamaan

                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                              I masuk = I keluar

                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                              Rangkaian Seri

                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                              VAC = IR1 + IR2

                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                              Rangkaian Paralel

                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                              diperoleh persamaan

                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                              yang lain tetap menyala

                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                              dirumuskan

                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                              Rp = R n

                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Listrik Statis

                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Rangkaian Majemuk

                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                              turun

                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                              arah arus yang melaluinya

                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              Usaha dan Energi Listrik

                                              Usaha Listrik

                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                              muatan itu

                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                              positif

                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                              t

                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                              Kapasitansi

                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                              rumus dapat ditulis

                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                              disederhanakan

                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                              paralel

                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Rangkaian kapasitor

                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                              Rangkaian R

                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                              Rangkaian C

                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                              (iC) sebesar = -90deg

                                              Rangkaian L

                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                              =+90deg

                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                              menurut hubungan

                                              di sini T dalam detik

                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                              sama

                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                              resistor R ialah I2R

                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                              henry dan f dalam hertz

                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Medan Magnet

                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                              ini

                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                              1 Induksi Magnetik

                                              Hukum Biot-Savart

                                              Yang mana

                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                              5 Gaya Lorentz

                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                              (GGL induksi)

                                              Efisiensi trafo ( )

                                              ps = daya sekunder (watt)

                                              pp = daya primer (watt)

                                              Np = jumlah lilitan primer

                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                              untuk trafo ideal

                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                              Dasar alat semikonduktor

                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                              praktikal

                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                              listriknya

                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                              komponen-komponen lainnya

                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                              berukuran relatif kecil

                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                              IC (Integrated Circuit)

                                              • Superposisi gelombang
                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                      • Hukum Ohm
                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                      • Hukum Kirchoff
                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                24Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                (4) 2 = o2 + 2 ( - o)

                                                3 HUBUNGAN ANTARA KINEMATIKA LINEAR DAN KINEMATIKA ROTASI DARI

                                                PARTIKEL YANG BERGERAK MELINGKAR

                                                Panjang lintasan yang telah ditempuh partikel adalah s dan sudut yang telah disapu Jari-

                                                jari lintasan partikel adalah r yang berharga konstan

                                                s = r

                                                bila dideferensialkan terhadap t diperoleh

                                                dsdt = ddt r

                                                Kecepatan linear partikel v = r

                                                bila dideferensialkan sekali lagi terhadap t

                                                dvdt = ddt r

                                                Percepatan tangensial partkel at = r

                                                Pada saat tersebut partikel bergerak melingkar maka partikel juga mendapat percepatan

                                                centripetal (radial)

                                                ar = v2r

                                                ar = 2r

                                                Percepatan total partikel a = ar2+ at

                                                2

                                                5 TORSI PADA SEBUAH PARTIKEL

                                                Torsi oleh gaya F pada sebuah partikel

                                                didefinisikan = r x F

                                                Besarnya torsi

                                                = r F sin

                                                rumusan ini dapat diubah menjadi

                                                = r (F sin) = r F

                                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                atau = F (r sin) = F r

                                                dimana F adalah

                                                komponen F yang tegak lurus r dan

                                                r adalah

                                                komponen r yang tegak lurus F

                                                6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                                Momentum sudut pada sebuah partikel

                                                didefinisikan l = r x p

                                                dengan p = mv

                                                Besarnya momentum sudut

                                                l = r p sin

                                                rumusan ini dapat diubah menjadi

                                                l = r (p sin) = r p

                                                atau l = p (r sin) = p r

                                                dimana p adalah

                                                komponen p yang tegak lurus r dan

                                                r adalah

                                                komponen r yang tegak lurus p

                                                Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                                bila dideferensialkan doperoleh

                                                dldt = d (r x p)dt

                                                dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                                dldt = (r x F) + (v x mv)

                                                diperoleh

                                                dldt =

                                                dpdt = F

                                                ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                                bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                                7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                                Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                                sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                                benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                                tersebut adalah

                                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                26

                                                I = r2 dm

                                                Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                                2 + + 12 mnvn2

                                                karena v = r maka

                                                K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                                2 + + 12 mn2rn2

                                                K = 12 ( m1r12 ) 2

                                                Energi kinetik rotasi benda

                                                K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                                dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                                tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                                a distribusibentuk massabenda tersebut

                                                b sumbu rotasi

                                                Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                                dm

                                                r

                                                Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                                bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                                menjadi

                                                I = Ipm + Mh2

                                                dimana

                                                Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                                M adalah massa total benda

                                                8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                                salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                                adalah

                                                = r x F

                                                Arah torsi searah dengan sumbu z

                                                Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                                ditempuh partikel ds dimana

                                                ds = r d

                                                Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                                dW = F ds

                                                dW = F cos ds

                                                dW = (F cos ) (r d)

                                                dW = d

                                                dW = F ds

                                                Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                                dWdt = ddt

                                                P =

                                                P = F v

                                                Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                                usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                                dWdt = dKdt

                                                dWdt = d(12 I 2)dt

                                                = 12 I d2dt

                                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                = I ddt

                                                = I

                                                = I

                                                F = m a

                                                9 MENGGELINDING

                                                Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                                dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                                Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                                sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                                dinyatakan

                                                vpm = R

                                                apm = R

                                                Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                                kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                                sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                                menggelinding

                                                Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                                K = 12 IP 2

                                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                                = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                                K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                                Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                                sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                                murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                                sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                                Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                31Pemuaian

                                                Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                FENOMENA FLUIDA

                                                Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                dalam air

                                                Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                tenggelam

                                                Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                32Pemuaian

                                                TEKANAN HIDROSTATIS

                                                Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                massa jenis zat cair ( r )

                                                dalam bejana

                                                HUKUM PASCAL

                                                Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                P1 = P2

                                                F1A1 = F2A2

                                                HUKUM ARCHIMEDES

                                                Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                W = berat benda

                                                Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                rb = massa jenis benda

                                                rz = massa jenis fluida

                                                V = volume benda

                                                V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                Wz = W - Fa

                                                Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Ph = r g h

                                                Pt = Po + Ph

                                                F = P h A = r g V

                                                r = massa jenis zat cair

                                                h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                g = percepatan gravitasi

                                                Pt = tekanan total

                                                Po = tekanan udara luar

                                                33Pemuaian

                                                TEGANGAN PERMUKAAN

                                                Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                zat cair persatuan panjang(l)

                                                g = F 2l

                                                KAPILARITAS

                                                Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                y = 2 g cos q r g r

                                                y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                g = tegangan permukaan (Nm)

                                                q = sudut kontak (derajat)

                                                p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                g = percepatan gravitas (m det2)

                                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                34Suhu

                                                Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                35Pemuaian

                                                Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                ΔL=Lo ΔT

                                                = koefisien muai panjang

                                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                Pemuaian volume

                                                ΔV=Vo ΔT

                                                Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                = koefisien muai volume

                                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                Keterangan

                                                = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                PEMUAIAN GAS

                                                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                Keterangan

                                                = koef Muai volume gas = 1273

                                                T = suhu harus dlm Kelvin

                                                Maka formula dapat dalam bentuk

                                                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                36

                                                ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                1 terdiri dari molekul-molekul

                                                2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                molekul gas tersebut

                                                4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                PROSES ISOTHERMAL

                                                Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                                V adalah volume gas

                                                PROSES ISOVOLUME

                                                Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                temperaturnya dalam Kelvin

                                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                PROSES ISOBARIS

                                                Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                DIMANA V adalah volume gas

                                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                HUKUM AVOGADRO

                                                setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                sama pula

                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                37

                                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                                V adalah volume gas

                                                N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                38Hukum Termodinamika

                                                Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                keadaan awalnya

                                                Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                (1986-1832)

                                                HUKUM TERMODINAMIKA

                                                01 cp - cv = R

                                                cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                = konstanta Laplace

                                                03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                Q = U + W

                                                Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                U = perubahan energi dalam

                                                W = Usaha luar

                                                PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                ( lihat gambar )

                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                39Hukum Termodinamika

                                                sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                Pemanasan Pendinginan

                                                W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                Pemanasan Pendinginan

                                                V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                Q = U2 - U1

                                                Q = U

                                                U = m cv ( T2 - T1 )

                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                40Hukum Termodinamika

                                                3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                Selama proses suhunya konstan

                                                ( lihat gambar )

                                                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                P1 V2 = P2 V2

                                                Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                Pemanasan Pendinginan

                                                T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                ln x =2303 log x

                                                4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                ( lihat gambar )

                                                Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                41Hukum Termodinamika

                                                Pengembangan Pemampatan

                                                Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                U2 -U1 = - W

                                                T1V1g-1

                                                = T2V2g-1

                                                W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                - V1g-1

                                                )

                                                P1V1g = P2V2g

                                                06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                T = suhu

                                                η = efisiensi

                                                P = tekanan

                                                V = volume

                                                W = usaha

                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Gerak Gelombang

                                                Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                E = h fatau

                                                E = h cλ

                                                Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Efek Doppler

                                                Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                maksimum tertentu

                                                Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                Keterangan

                                                a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                y = y1+ y2

                                                =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                Menjadi

                                                y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                Rumus interferensi

                                                y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                Keterangan

                                                A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                k = 2πλ

                                                ω = 2πT (rads)

                                                l = panjang tali (m)

                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Efek Doppler

                                                x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                λ = panjang gelombang (m)

                                                t = waktu sesaat (s)

                                                Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                Ap = 2 A sin kx

                                                Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                Superposisi gelombang

                                                Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                sebuah gelombang baru

                                                Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Efek Doppler

                                                y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                y = y1 + y2

                                                = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                Dengan

                                                As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                bebas

                                                Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                sebagai berikut

                                                Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                helliphellip

                                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                Ap minimum saat cos〖(2π

                                                x)( λ)〗=0 sehingga

                                                x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                helliphellip

                                                Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                y = y1 + y2

                                                y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Efek Doppler

                                                Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                As = 2A sin2π(xλ)

                                                Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                Ap=2 A sin 2πλ x

                                                Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Efek Doppler

                                                Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                hilang)

                                                Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                sumber

                                                Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                Jadi

                                                1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                fs

                                                Hal ini disebabkan

                                                1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                1 1

                                                s p

                                                Efek Doppler

                                                Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                frekuensi

                                                Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                bentuk

                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                ps

                                                s p

                                                ff

                                                v v v v

                                                p

                                                p ss

                                                v vf f

                                                v v

                                                pp s

                                                s

                                                v vf f

                                                v v

                                                Efek Doppler

                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                VP= Kec pendengar ( ms )

                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                1 Optika Geometri

                                                a Hukum Pemantulan Snellius

                                                Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                bidang datar

                                                Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                b Cermin Datar

                                                Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                Ketentuan

                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                Catatan

                                                Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                sebagai berikut

                                                e Pembiasan (Refraksi)

                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                i = sudut datang

                                                r = sudut bias

                                                n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                nud = indeks bias udara = 1

                                                2 Optika Fisik

                                                a Sudut Dispersi

                                                Q = Du - Dm

                                                Q = sudut disperse

                                                Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                = panjang gelombang cahaya

                                                d = jarak antar celah

                                                p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                L = jarak celah ke layar

                                                k = 123 hellip dst

                                                c Celah Tunggal

                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                = sudut deviasi

                                                d Difraksi Kisi

                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                e Selaput Tipis

                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                n = indeks bias selaput tipis

                                                d = tebal selaput tipis

                                                r = sudut bias

                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                f Polarisasi

                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                tongkat penggembala

                                                Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                Hanya dipengaruhi oleh

                                                1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                A Relativitas

                                                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                koordinat

                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                batang

                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                V = kecepatan pengamat

                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                U = kecepatan pengamat

                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                E = m C2

                                                E = energi yang timbul

                                                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                B Teori Kuantum

                                                E = h f

                                                E = kuantum energi dalam joule

                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                fo = frekuensi batas (Hz)

                                                me= massa elektron (kg)

                                                Vo = kecepatan elektron

                                                hf = W + Ek

                                                hf = energi foton yang datang

                                                W = energi pelepasan elektron

                                                Ek = energi kinetik electron

                                                ATOM BOHR

                                                1048708 Postulat Bohr

                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                dipancarkan mempunyai energi

                                                GELOMBANG DE BROGLIE

                                                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                1048708 Panjang gelombang foton

                                                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                oleh Davisson amp Germer

                                                = panjang gelombang de Broglie

                                                = konstanta Planck

                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                = massa partikel

                                                = kecepatan partikel

                                                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                = momentum foton

                                                = konstanta Planck

                                                = kecepatan cahaya (foton)

                                                = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                = panjang gelombang foton mula-mula

                                                = konstanta Planck

                                                = sudut penyimpangan foton

                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                kecepatan elektron yang diemisikan

                                                E = Energi

                                                h = tetapan Planck

                                                f = frekwensi

                                                c = kecepatan cahaya

                                                v = kecepatan

                                                a = energi ambang

                                                m = massa λ = panjang gelombang

                                                p = momentum

                                                p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                Hypotesa de Broglie

                                                Hamburan Compton

                                                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Catatan penting

                                                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                Massa 1e = 9110-31 kg

                                                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                Energi Nuklir

                                                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                diperhitungkan

                                                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                masalah kelangkaan energi

                                                Fisi Nuklir

                                                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                yaitu reaksi fisi nuklir

                                                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Energi Nuklir

                                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Energi Nuklir

                                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                Reaktor Nuklir

                                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                batang kendali dan perisai beton

                                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Energi Nuklir

                                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                reaktor

                                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                diizinkan

                                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Energi Nuklir

                                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                reaktor

                                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                air bertekanan

                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Listrik Dinamis

                                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                Hukum Ohm

                                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Listrik Dinamis

                                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                pada rangkaian yang

                                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                Hambatan Kawat Penghantar

                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Listrik Dinamis

                                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                ditulis

                                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Listrik Dinamis

                                                Hukum Kirchoff

                                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                arus listrik

                                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                Maka diperoleh persamaan

                                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                I masuk = I keluar

                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                Rangkaian Seri

                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                VAC = IR1 + IR2

                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                Rangkaian Paralel

                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                diperoleh persamaan

                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                yang lain tetap menyala

                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                dirumuskan

                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                Rp = R n

                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Listrik Statis

                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Rangkaian Majemuk

                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                turun

                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                arah arus yang melaluinya

                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                Usaha Listrik

                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                muatan itu

                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                positif

                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                t

                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                Kapasitansi

                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                rumus dapat ditulis

                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                disederhanakan

                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                paralel

                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Rangkaian kapasitor

                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                Rangkaian R

                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                Rangkaian C

                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                Rangkaian L

                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                =+90deg

                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                menurut hubungan

                                                di sini T dalam detik

                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                sama

                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                resistor R ialah I2R

                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                henry dan f dalam hertz

                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Medan Magnet

                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                ini

                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                1 Induksi Magnetik

                                                Hukum Biot-Savart

                                                Yang mana

                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                5 Gaya Lorentz

                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                (GGL induksi)

                                                Efisiensi trafo ( )

                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                pp = daya primer (watt)

                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                untuk trafo ideal

                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                Dasar alat semikonduktor

                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                praktikal

                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                listriknya

                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                komponen-komponen lainnya

                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                berukuran relatif kecil

                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                IC (Integrated Circuit)

                                                • Superposisi gelombang
                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                        • Hukum Ohm
                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                        • Hukum Kirchoff
                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                  25Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                  atau = F (r sin) = F r

                                                  dimana F adalah

                                                  komponen F yang tegak lurus r dan

                                                  r adalah

                                                  komponen r yang tegak lurus F

                                                  6 MOMENTUM SUDUT PADA SEBUAH PARTIKEL

                                                  Momentum sudut pada sebuah partikel

                                                  didefinisikan l = r x p

                                                  dengan p = mv

                                                  Besarnya momentum sudut

                                                  l = r p sin

                                                  rumusan ini dapat diubah menjadi

                                                  l = r (p sin) = r p

                                                  atau l = p (r sin) = p r

                                                  dimana p adalah

                                                  komponen p yang tegak lurus r dan

                                                  r adalah

                                                  komponen r yang tegak lurus p

                                                  Dari definisi momentum sudut l = r x p

                                                  bila dideferensialkan doperoleh

                                                  dldt = d (r x p)dt

                                                  dldt = (r x dpdt) + (drdt x p)

                                                  dldt = (r x F) + (v x mv)

                                                  diperoleh

                                                  dldt =

                                                  dpdt = F

                                                  ldquoLaju perubahan momentum sudut terhadap waktu sebesar torsi yang

                                                  bekerja pada partikel tersebutrdquo

                                                  7 TENAGA KINETIK ROTASI dan KELEMBAMAN ROTASI

                                                  Sebuah benda melakukan gerak rotasi terhadap

                                                  sumbu tetap Bila kita perhatikan n buah partikel pada

                                                  benda tersebut energi kinetik dari n buah partikel

                                                  tersebut adalah

                                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  26

                                                  I = r2 dm

                                                  Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                  K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                                  2 + + 12 mnvn2

                                                  karena v = r maka

                                                  K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                                  2 + + 12 mn2rn2

                                                  K = 12 ( m1r12 ) 2

                                                  Energi kinetik rotasi benda

                                                  K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                                  dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                                  tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                                  a distribusibentuk massabenda tersebut

                                                  b sumbu rotasi

                                                  Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                                  dm

                                                  r

                                                  Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                                  bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                                  menjadi

                                                  I = Ipm + Mh2

                                                  dimana

                                                  Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                                  M adalah massa total benda

                                                  8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                  Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                                  salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                                  adalah

                                                  = r x F

                                                  Arah torsi searah dengan sumbu z

                                                  Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                                  ditempuh partikel ds dimana

                                                  ds = r d

                                                  Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                                  dW = F ds

                                                  dW = F cos ds

                                                  dW = (F cos ) (r d)

                                                  dW = d

                                                  dW = F ds

                                                  Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                                  dWdt = ddt

                                                  P =

                                                  P = F v

                                                  Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                                  usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                                  dWdt = dKdt

                                                  dWdt = d(12 I 2)dt

                                                  = 12 I d2dt

                                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                  = I ddt

                                                  = I

                                                  = I

                                                  F = m a

                                                  9 MENGGELINDING

                                                  Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                                  dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                                  Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                                  sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                                  dinyatakan

                                                  vpm = R

                                                  apm = R

                                                  Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                                  kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                                  sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                                  menggelinding

                                                  Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                                  K = 12 IP 2

                                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                  = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                                  = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                                  K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                                  Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                                  sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                                  murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                                  sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                                  Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  31Pemuaian

                                                  Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                  terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                  dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                  bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                  volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                  tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                  fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                  hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                  inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                  inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                  atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                  mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                  makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                  yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                  selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                  dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                  FENOMENA FLUIDA

                                                  Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                  dalam air

                                                  Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                  Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                  tenggelam

                                                  Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                  Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  32Pemuaian

                                                  TEKANAN HIDROSTATIS

                                                  Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                  Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                  zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                  massa jenis zat cair ( r )

                                                  dalam bejana

                                                  HUKUM PASCAL

                                                  Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                  P1 = P2

                                                  F1A1 = F2A2

                                                  HUKUM ARCHIMEDES

                                                  Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                  Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                  a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                  b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                  c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                  W = berat benda

                                                  Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                  rb = massa jenis benda

                                                  rz = massa jenis fluida

                                                  V = volume benda

                                                  V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                  Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                  Wz = W - Fa

                                                  Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Ph = r g h

                                                  Pt = Po + Ph

                                                  F = P h A = r g V

                                                  r = massa jenis zat cair

                                                  h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                  g = percepatan gravitasi

                                                  Pt = tekanan total

                                                  Po = tekanan udara luar

                                                  33Pemuaian

                                                  TEGANGAN PERMUKAAN

                                                  Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                  zat cair persatuan panjang(l)

                                                  g = F 2l

                                                  KAPILARITAS

                                                  Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                  dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                  y = 2 g cos q r g r

                                                  y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                  g = tegangan permukaan (Nm)

                                                  q = sudut kontak (derajat)

                                                  p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                  g = percepatan gravitas (m det2)

                                                  Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  34Suhu

                                                  Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                  adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                  Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                  es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                  tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  35Pemuaian

                                                  Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                  ΔL=Lo ΔT

                                                  = koefisien muai panjang

                                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                  Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                  ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                  Pemuaian volume

                                                  ΔV=Vo ΔT

                                                  Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                  = koefisien muai volume

                                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                  PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                  Keterangan

                                                  = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                  PEMUAIAN GAS

                                                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                  Keterangan

                                                  = koef Muai volume gas = 1273

                                                  T = suhu harus dlm Kelvin

                                                  Maka formula dapat dalam bentuk

                                                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  36

                                                  ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                  1 terdiri dari molekul-molekul

                                                  2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                  agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                  3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                  molekul gas tersebut

                                                  4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                  5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                  bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                  6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                  tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                  7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                  PROSES ISOTHERMAL

                                                  Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                                  V adalah volume gas

                                                  PROSES ISOVOLUME

                                                  Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                  temperaturnya dalam Kelvin

                                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                  PROSES ISOBARIS

                                                  Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                  DIMANA V adalah volume gas

                                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                  HUKUM AVOGADRO

                                                  setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                  sama pula

                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  37

                                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                                  V adalah volume gas

                                                  N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                  k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  38Hukum Termodinamika

                                                  Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                  keadaan awalnya

                                                  Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                  (1986-1832)

                                                  HUKUM TERMODINAMIKA

                                                  01 cp - cv = R

                                                  cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                  cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                  02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                  a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                  b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                  = konstanta Laplace

                                                  03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                  04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                  05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                  Q = U + W

                                                  Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                  U = perubahan energi dalam

                                                  W = Usaha luar

                                                  PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                  1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                  Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                  ( lihat gambar )

                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  39Hukum Termodinamika

                                                  sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                  Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                  Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                  Pemanasan Pendinginan

                                                  W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                  2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                  Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                  Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                  Pemanasan Pendinginan

                                                  V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                  Q = U2 - U1

                                                  Q = U

                                                  U = m cv ( T2 - T1 )

                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  40Hukum Termodinamika

                                                  3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                  Selama proses suhunya konstan

                                                  ( lihat gambar )

                                                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                  Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                  P1 V2 = P2 V2

                                                  Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                  Pemanasan Pendinginan

                                                  T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                  ln x =2303 log x

                                                  4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                  Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                  ( lihat gambar )

                                                  Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                  oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  41Hukum Termodinamika

                                                  Pengembangan Pemampatan

                                                  Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                  U2 -U1 = - W

                                                  T1V1g-1

                                                  = T2V2g-1

                                                  W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                  - V1g-1

                                                  )

                                                  P1V1g = P2V2g

                                                  06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                  Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                  T = suhu

                                                  η = efisiensi

                                                  P = tekanan

                                                  V = volume

                                                  W = usaha

                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Gerak Gelombang

                                                  Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                  bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                  secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                  dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                  gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                  Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                  dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                  dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                  berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                  Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                  dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                  melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                  (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                  E = h fatau

                                                  E = h cλ

                                                  Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                  Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Efek Doppler

                                                  Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                  maksimum tertentu

                                                  Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                  terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                  Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                  setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                  gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                  gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                  maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                  Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                  adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                  titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                  dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                  y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                  y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                  Keterangan

                                                  a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                  b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                  sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                  dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                  y = y1+ y2

                                                  =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                  Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                  sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                  Menjadi

                                                  y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                  y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                  Rumus interferensi

                                                  y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                  Keterangan

                                                  A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                  k = 2πλ

                                                  ω = 2πT (rads)

                                                  l = panjang tali (m)

                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Efek Doppler

                                                  x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                  λ = panjang gelombang (m)

                                                  t = waktu sesaat (s)

                                                  Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                  Ap = 2 A sin kx

                                                  Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                  gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                  Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                  amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                  tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                  Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                  S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                  =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                  Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                  P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                  =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                  Superposisi gelombang

                                                  Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                  akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                  simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                  sebuah gelombang baru

                                                  Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                  y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                  Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                  Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                  y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                  Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                  Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                  Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                  y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Efek Doppler

                                                  y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                  y = y1 + y2

                                                  = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                  y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                  Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                  y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                  Dengan

                                                  As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                  bebas

                                                  Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                  sebagai berikut

                                                  Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                  x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                  x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                  helliphellip

                                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                  Ap minimum saat cos〖(2π

                                                  x)( λ)〗=0 sehingga

                                                  x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                  helliphellip

                                                  Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                  Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                  y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                  y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                  Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                  y = y1 + y2

                                                  y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                  Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                  sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Efek Doppler

                                                  Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                  y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                  Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                  As = 2A sin2π(xλ)

                                                  Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                  karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                  Ap=2 A sin 2πλ x

                                                  Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                  x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                  yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                  Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                  Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                  x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Efek Doppler

                                                  Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                  membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                  tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                  kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                  hilang)

                                                  Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                  ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                  bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                  ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                  sumber

                                                  Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                  yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                  dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                  frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                  Jadi

                                                  1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                  pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                  2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                  maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                  3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                  VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                  fs

                                                  Hal ini disebabkan

                                                  1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                  2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  1 1

                                                  s p

                                                  Efek Doppler

                                                  Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                  Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                  Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                  sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                  vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                  vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                  Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                  ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                  gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                  cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                  frekuensi

                                                  Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                  bentuk

                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  ps

                                                  s p

                                                  ff

                                                  v v v v

                                                  p

                                                  p ss

                                                  v vf f

                                                  v v

                                                  pp s

                                                  s

                                                  v vf f

                                                  v v

                                                  Efek Doppler

                                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                  VP= Kec pendengar ( ms )

                                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  1 Optika Geometri

                                                  a Hukum Pemantulan Snellius

                                                  Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                  bidang datar

                                                  Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                  b Cermin Datar

                                                  Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                  Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                  n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                  = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                  c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                  Ketentuan

                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                  dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                  d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                  Catatan

                                                  Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                  cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                  sebagai berikut

                                                  e Pembiasan (Refraksi)

                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  i = sudut datang

                                                  r = sudut bias

                                                  n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                  V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                  nud = indeks bias udara = 1

                                                  2 Optika Fisik

                                                  a Sudut Dispersi

                                                  Q = Du - Dm

                                                  Q = sudut disperse

                                                  Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                  b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                  = panjang gelombang cahaya

                                                  d = jarak antar celah

                                                  p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                  L = jarak celah ke layar

                                                  k = 123 hellip dst

                                                  c Celah Tunggal

                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                  = sudut deviasi

                                                  d Difraksi Kisi

                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                  e Selaput Tipis

                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                  n = indeks bias selaput tipis

                                                  d = tebal selaput tipis

                                                  r = sudut bias

                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  f Polarisasi

                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                  magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                  vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                  ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                  sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                  Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                  Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                  Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                  tongkat penggembala

                                                  Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                  udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                  Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                  Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                  listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                  lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                  dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                  Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                  paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                  perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                  Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                  CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                  Hanya dipengaruhi oleh

                                                  1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                  Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                  2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                  Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                  Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                  Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                  Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  A Relativitas

                                                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                  koordinat

                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                  batang

                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                  V = kecepatan pengamat

                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                  U = kecepatan pengamat

                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                  E = m C2

                                                  E = energi yang timbul

                                                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                  B Teori Kuantum

                                                  E = h f

                                                  E = kuantum energi dalam joule

                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                  fo = frekuensi batas (Hz)

                                                  me= massa elektron (kg)

                                                  Vo = kecepatan elektron

                                                  hf = W + Ek

                                                  hf = energi foton yang datang

                                                  W = energi pelepasan elektron

                                                  Ek = energi kinetik electron

                                                  ATOM BOHR

                                                  1048708 Postulat Bohr

                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                  dipancarkan mempunyai energi

                                                  GELOMBANG DE BROGLIE

                                                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                  1048708 Panjang gelombang foton

                                                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                  oleh Davisson amp Germer

                                                  = panjang gelombang de Broglie

                                                  = konstanta Planck

                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  = massa partikel

                                                  = kecepatan partikel

                                                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                  = momentum foton

                                                  = konstanta Planck

                                                  = kecepatan cahaya (foton)

                                                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                  = panjang gelombang foton mula-mula

                                                  = konstanta Planck

                                                  = sudut penyimpangan foton

                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                  kecepatan elektron yang diemisikan

                                                  E = Energi

                                                  h = tetapan Planck

                                                  f = frekwensi

                                                  c = kecepatan cahaya

                                                  v = kecepatan

                                                  a = energi ambang

                                                  m = massa λ = panjang gelombang

                                                  p = momentum

                                                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                  Hypotesa de Broglie

                                                  Hamburan Compton

                                                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Catatan penting

                                                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                  Massa 1e = 9110-31 kg

                                                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                  Energi Nuklir

                                                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                  diperhitungkan

                                                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                  masalah kelangkaan energi

                                                  Fisi Nuklir

                                                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                  yaitu reaksi fisi nuklir

                                                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Energi Nuklir

                                                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Energi Nuklir

                                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                  Reaktor Nuklir

                                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                  batang kendali dan perisai beton

                                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Energi Nuklir

                                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                  reaktor

                                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                  diizinkan

                                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Energi Nuklir

                                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                  reaktor

                                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                  air bertekanan

                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Listrik Dinamis

                                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                  Hukum Ohm

                                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Listrik Dinamis

                                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                  pada rangkaian yang

                                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Listrik Dinamis

                                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                  ditulis

                                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Listrik Dinamis

                                                  Hukum Kirchoff

                                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                  arus listrik

                                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                  Maka diperoleh persamaan

                                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                  I masuk = I keluar

                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                  Rangkaian Seri

                                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                  VAC = IR1 + IR2

                                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                                  Rangkaian Paralel

                                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                  diperoleh persamaan

                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                  yang lain tetap menyala

                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                  dirumuskan

                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                  Rp = R n

                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Listrik Statis

                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Rangkaian Majemuk

                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                  turun

                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                  arah arus yang melaluinya

                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                  Usaha Listrik

                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                  muatan itu

                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                  positif

                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                  t

                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                  Kapasitansi

                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                  rumus dapat ditulis

                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                  disederhanakan

                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                  paralel

                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Rangkaian kapasitor

                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                  Rangkaian R

                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                  Rangkaian C

                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                  Rangkaian L

                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                  =+90deg

                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                  menurut hubungan

                                                  di sini T dalam detik

                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                  sama

                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                  resistor R ialah I2R

                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                  henry dan f dalam hertz

                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Medan Magnet

                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                  ini

                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                  1 Induksi Magnetik

                                                  Hukum Biot-Savart

                                                  Yang mana

                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                  5 Gaya Lorentz

                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                  (GGL induksi)

                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                  pp = daya primer (watt)

                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                  untuk trafo ideal

                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                  praktikal

                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                  listriknya

                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                  komponen-komponen lainnya

                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                  berukuran relatif kecil

                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                  • Superposisi gelombang
                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                          • Hukum Ohm
                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                          • Hukum Kirchoff
                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                    26

                                                    I = r2 dm

                                                    Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                    K = 12 m1v12 + 12 m2v2

                                                    2 + + 12 mnvn2

                                                    karena v = r maka

                                                    K = 12 m12r12 + 12 m22r2

                                                    2 + + 12 mn2rn2

                                                    K = 12 ( m1r12 ) 2

                                                    Energi kinetik rotasi benda

                                                    K = 12 I 2 K = 12 mv2

                                                    dimana I = miri2 adalah momen kelembaman rotasi atau momen inersia sistem partikel

                                                    tersebut Momen inersia ini tergantung pada

                                                    a distribusibentuk massabenda tersebut

                                                    b sumbu rotasi

                                                    Untuk benda-benda kontinu momen inersia dapat dicari dari

                                                    dm

                                                    r

                                                    Untuk benda-benda tertentu momen inersianya dapat dilihat dalam tabel Bila sumbu putar

                                                    bergeser sejauh h dari sumbu putar yang melalui pusat massa maka momen inersianya

                                                    menjadi

                                                    I = Ipm + Mh2

                                                    dimana

                                                    Ipm adalah momen inersia dengan sumbu yang melalui pusat massa

                                                    M adalah massa total benda

                                                    8 DINAMIKA ROTASI BENDA TEGAR

                                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                    Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                                    salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                                    adalah

                                                    = r x F

                                                    Arah torsi searah dengan sumbu z

                                                    Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                                    ditempuh partikel ds dimana

                                                    ds = r d

                                                    Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                                    dW = F ds

                                                    dW = F cos ds

                                                    dW = (F cos ) (r d)

                                                    dW = d

                                                    dW = F ds

                                                    Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                                    dWdt = ddt

                                                    P =

                                                    P = F v

                                                    Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                                    usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                                    dWdt = dKdt

                                                    dWdt = d(12 I 2)dt

                                                    = 12 I d2dt

                                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                    = I ddt

                                                    = I

                                                    = I

                                                    F = m a

                                                    9 MENGGELINDING

                                                    Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                                    dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                                    Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                                    sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                                    dinyatakan

                                                    vpm = R

                                                    apm = R

                                                    Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                                    kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                                    sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                                    menggelinding

                                                    Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                                    K = 12 IP 2

                                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                    = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                                    = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                                    K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                                    Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                                    sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                                    murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                                    sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                                    Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    31Pemuaian

                                                    Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                    terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                    dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                    bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                    volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                    tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                    fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                    hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                    inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                    inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                    atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                    mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                    makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                    yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                    selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                    dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                    FENOMENA FLUIDA

                                                    Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                    dalam air

                                                    Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                    Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                    tenggelam

                                                    Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                    Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    32Pemuaian

                                                    TEKANAN HIDROSTATIS

                                                    Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                    Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                    zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                    massa jenis zat cair ( r )

                                                    dalam bejana

                                                    HUKUM PASCAL

                                                    Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                    P1 = P2

                                                    F1A1 = F2A2

                                                    HUKUM ARCHIMEDES

                                                    Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                    Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                    a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                    b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                    c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                    W = berat benda

                                                    Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                    rb = massa jenis benda

                                                    rz = massa jenis fluida

                                                    V = volume benda

                                                    V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                    Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                    Wz = W - Fa

                                                    Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Ph = r g h

                                                    Pt = Po + Ph

                                                    F = P h A = r g V

                                                    r = massa jenis zat cair

                                                    h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                    g = percepatan gravitasi

                                                    Pt = tekanan total

                                                    Po = tekanan udara luar

                                                    33Pemuaian

                                                    TEGANGAN PERMUKAAN

                                                    Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                    zat cair persatuan panjang(l)

                                                    g = F 2l

                                                    KAPILARITAS

                                                    Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                    dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                    y = 2 g cos q r g r

                                                    y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                    g = tegangan permukaan (Nm)

                                                    q = sudut kontak (derajat)

                                                    p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                    g = percepatan gravitas (m det2)

                                                    Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    34Suhu

                                                    Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                    adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                    Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                    es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                    tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    35Pemuaian

                                                    Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                    ΔL=Lo ΔT

                                                    = koefisien muai panjang

                                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                    Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                    ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                    Pemuaian volume

                                                    ΔV=Vo ΔT

                                                    Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                    = koefisien muai volume

                                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                    PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                    Keterangan

                                                    = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                    PEMUAIAN GAS

                                                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                    Keterangan

                                                    = koef Muai volume gas = 1273

                                                    T = suhu harus dlm Kelvin

                                                    Maka formula dapat dalam bentuk

                                                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    36

                                                    ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                    1 terdiri dari molekul-molekul

                                                    2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                    agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                    3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                    molekul gas tersebut

                                                    4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                    5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                    bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                    6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                    tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                    7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                    PROSES ISOTHERMAL

                                                    Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                                    V adalah volume gas

                                                    PROSES ISOVOLUME

                                                    Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                    temperaturnya dalam Kelvin

                                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                    PROSES ISOBARIS

                                                    Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                    DIMANA V adalah volume gas

                                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                    HUKUM AVOGADRO

                                                    setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                    sama pula

                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    37

                                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                                    V adalah volume gas

                                                    N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                    k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    38Hukum Termodinamika

                                                    Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                    keadaan awalnya

                                                    Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                    (1986-1832)

                                                    HUKUM TERMODINAMIKA

                                                    01 cp - cv = R

                                                    cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                    cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                    02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                    a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                    b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                    = konstanta Laplace

                                                    03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                    04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                    05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                    Q = U + W

                                                    Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                    U = perubahan energi dalam

                                                    W = Usaha luar

                                                    PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                    1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                    Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                    ( lihat gambar )

                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    39Hukum Termodinamika

                                                    sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                    Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                    Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                    Pemanasan Pendinginan

                                                    W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                    2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                    Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                    Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                    Pemanasan Pendinginan

                                                    V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                    Q = U2 - U1

                                                    Q = U

                                                    U = m cv ( T2 - T1 )

                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    40Hukum Termodinamika

                                                    3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                    Selama proses suhunya konstan

                                                    ( lihat gambar )

                                                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                    Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                    P1 V2 = P2 V2

                                                    Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                    Pemanasan Pendinginan

                                                    T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                    ln x =2303 log x

                                                    4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                    Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                    ( lihat gambar )

                                                    Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                    oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    41Hukum Termodinamika

                                                    Pengembangan Pemampatan

                                                    Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                    U2 -U1 = - W

                                                    T1V1g-1

                                                    = T2V2g-1

                                                    W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                    - V1g-1

                                                    )

                                                    P1V1g = P2V2g

                                                    06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                    Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                    T = suhu

                                                    η = efisiensi

                                                    P = tekanan

                                                    V = volume

                                                    W = usaha

                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Gerak Gelombang

                                                    Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                    bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                    secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                    dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                    gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                    Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                    dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                    dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                    berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                    Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                    dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                    melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                    (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                    E = h fatau

                                                    E = h cλ

                                                    Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                    Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Efek Doppler

                                                    Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                    maksimum tertentu

                                                    Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                    terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                    Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                    setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                    gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                    gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                    maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                    Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                    adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                    titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                    dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                    y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                    y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                    Keterangan

                                                    a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                    b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                    sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                    dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                    y = y1+ y2

                                                    =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                    Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                    sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                    Menjadi

                                                    y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                    y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                    Rumus interferensi

                                                    y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                    Keterangan

                                                    A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                    k = 2πλ

                                                    ω = 2πT (rads)

                                                    l = panjang tali (m)

                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Efek Doppler

                                                    x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                    λ = panjang gelombang (m)

                                                    t = waktu sesaat (s)

                                                    Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                    Ap = 2 A sin kx

                                                    Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                    gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                    Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                    amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                    tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                    Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                    S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                    =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                    Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                    P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                    =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                    Superposisi gelombang

                                                    Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                    akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                    simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                    sebuah gelombang baru

                                                    Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                    y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                    Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                    Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                    y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                    Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                    Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                    Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                    y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Efek Doppler

                                                    y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                    y = y1 + y2

                                                    = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                    y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                    Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                    y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                    Dengan

                                                    As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                    bebas

                                                    Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                    sebagai berikut

                                                    Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                    x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                    x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                    helliphellip

                                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                    Ap minimum saat cos〖(2π

                                                    x)( λ)〗=0 sehingga

                                                    x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                    helliphellip

                                                    Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                    Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                    y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                    y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                    Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                    y = y1 + y2

                                                    y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                    Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                    sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Efek Doppler

                                                    Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                    y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                    Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                    As = 2A sin2π(xλ)

                                                    Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                    karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                    Ap=2 A sin 2πλ x

                                                    Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                    x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                    yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                    Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                    Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                    x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Efek Doppler

                                                    Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                    membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                    tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                    kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                    hilang)

                                                    Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                    ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                    bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                    ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                    sumber

                                                    Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                    yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                    dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                    frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                    Jadi

                                                    1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                    pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                    2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                    maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                    3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                    VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                    fs

                                                    Hal ini disebabkan

                                                    1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                    2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    1 1

                                                    s p

                                                    Efek Doppler

                                                    Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                    Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                    Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                    sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                    Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                    ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                    gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                    cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                    frekuensi

                                                    Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                    bentuk

                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    ps

                                                    s p

                                                    ff

                                                    v v v v

                                                    p

                                                    p ss

                                                    v vf f

                                                    v v

                                                    pp s

                                                    s

                                                    v vf f

                                                    v v

                                                    Efek Doppler

                                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                    VP= Kec pendengar ( ms )

                                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    1 Optika Geometri

                                                    a Hukum Pemantulan Snellius

                                                    Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                    bidang datar

                                                    Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                    b Cermin Datar

                                                    Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                    Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                    n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                    = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                    c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                    Ketentuan

                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                    Catatan

                                                    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                    sebagai berikut

                                                    e Pembiasan (Refraksi)

                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    i = sudut datang

                                                    r = sudut bias

                                                    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                    nud = indeks bias udara = 1

                                                    2 Optika Fisik

                                                    a Sudut Dispersi

                                                    Q = Du - Dm

                                                    Q = sudut disperse

                                                    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                    b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                    = panjang gelombang cahaya

                                                    d = jarak antar celah

                                                    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                    L = jarak celah ke layar

                                                    k = 123 hellip dst

                                                    c Celah Tunggal

                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                    = sudut deviasi

                                                    d Difraksi Kisi

                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                    e Selaput Tipis

                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                    n = indeks bias selaput tipis

                                                    d = tebal selaput tipis

                                                    r = sudut bias

                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    f Polarisasi

                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                    vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                    tongkat penggembala

                                                    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                    Hanya dipengaruhi oleh

                                                    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    A Relativitas

                                                    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                    koordinat

                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                    batang

                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                    V = kecepatan pengamat

                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                    U = kecepatan pengamat

                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                    E = m C2

                                                    E = energi yang timbul

                                                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                    B Teori Kuantum

                                                    E = h f

                                                    E = kuantum energi dalam joule

                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                    fo = frekuensi batas (Hz)

                                                    me= massa elektron (kg)

                                                    Vo = kecepatan elektron

                                                    hf = W + Ek

                                                    hf = energi foton yang datang

                                                    W = energi pelepasan elektron

                                                    Ek = energi kinetik electron

                                                    ATOM BOHR

                                                    1048708 Postulat Bohr

                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                    dipancarkan mempunyai energi

                                                    GELOMBANG DE BROGLIE

                                                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                    1048708 Panjang gelombang foton

                                                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                    oleh Davisson amp Germer

                                                    = panjang gelombang de Broglie

                                                    = konstanta Planck

                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    = massa partikel

                                                    = kecepatan partikel

                                                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                    = momentum foton

                                                    = konstanta Planck

                                                    = kecepatan cahaya (foton)

                                                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                    = panjang gelombang foton mula-mula

                                                    = konstanta Planck

                                                    = sudut penyimpangan foton

                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                    kecepatan elektron yang diemisikan

                                                    E = Energi

                                                    h = tetapan Planck

                                                    f = frekwensi

                                                    c = kecepatan cahaya

                                                    v = kecepatan

                                                    a = energi ambang

                                                    m = massa λ = panjang gelombang

                                                    p = momentum

                                                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                    Hypotesa de Broglie

                                                    Hamburan Compton

                                                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Catatan penting

                                                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                    Massa 1e = 9110-31 kg

                                                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                    Energi Nuklir

                                                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                    diperhitungkan

                                                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                    masalah kelangkaan energi

                                                    Fisi Nuklir

                                                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                    yaitu reaksi fisi nuklir

                                                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Energi Nuklir

                                                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Energi Nuklir

                                                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                    Reaktor Nuklir

                                                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                    batang kendali dan perisai beton

                                                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Energi Nuklir

                                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                    reaktor

                                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                    diizinkan

                                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Energi Nuklir

                                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                    reaktor

                                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                    air bertekanan

                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Listrik Dinamis

                                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                    Hukum Ohm

                                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Listrik Dinamis

                                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                    pada rangkaian yang

                                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Listrik Dinamis

                                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                    ditulis

                                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Listrik Dinamis

                                                    Hukum Kirchoff

                                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                    arus listrik

                                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                    Maka diperoleh persamaan

                                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                    I masuk = I keluar

                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                    Rangkaian Seri

                                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                    VAC = IR1 + IR2

                                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                                    Rangkaian Paralel

                                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                    diperoleh persamaan

                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                    yang lain tetap menyala

                                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                    dirumuskan

                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                    Rp = R n

                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Listrik Statis

                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Rangkaian Majemuk

                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                    turun

                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                    arah arus yang melaluinya

                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                    Usaha Listrik

                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                    muatan itu

                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                    positif

                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                    t

                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                    Kapasitansi

                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                    rumus dapat ditulis

                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                    disederhanakan

                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                    paralel

                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Rangkaian kapasitor

                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                    Rangkaian R

                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                    Rangkaian C

                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                    Rangkaian L

                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                    =+90deg

                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                    menurut hubungan

                                                    di sini T dalam detik

                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                    sama

                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                    resistor R ialah I2R

                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                    henry dan f dalam hertz

                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Medan Magnet

                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                    ini

                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                    1 Induksi Magnetik

                                                    Hukum Biot-Savart

                                                    Yang mana

                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                    5 Gaya Lorentz

                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                    (GGL induksi)

                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                    pp = daya primer (watt)

                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                    untuk trafo ideal

                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                    praktikal

                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                    listriknya

                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                    komponen-komponen lainnya

                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                    berukuran relatif kecil

                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                    • Superposisi gelombang
                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                            • Hukum Ohm
                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                            • Hukum Kirchoff
                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                      27Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                      Sebuah benda berotasi dengan sumbu putar adalah sumbu z Sebuah gaya F bekerja pada

                                                      salah satu partikel di titik P pada benda tersebut Torsi yang bekerja pada partikel tersebut

                                                      adalah

                                                      = r x F

                                                      Arah torsi searah dengan sumbu z

                                                      Setelah selang waktu dt partikel telah berputar menempuh sudut d dan jarak yang

                                                      ditempuh partikel ds dimana

                                                      ds = r d

                                                      Usaha yang dilakukan gaya F untuk gerak rotasi ini

                                                      dW = F ds

                                                      dW = F cos ds

                                                      dW = (F cos ) (r d)

                                                      dW = d

                                                      dW = F ds

                                                      Laju usaha yang dilakukan (daya) adalah

                                                      dWdt = ddt

                                                      P =

                                                      P = F v

                                                      Untuk benda yang benar-benar tegar tidak ada disipasi tenaga sehingga laju dilakukannya

                                                      usaha pada benda tegar tersebut sama dengan laju pertambahan tenaga kinetik rotasinya

                                                      dWdt = dKdt

                                                      dWdt = d(12 I 2)dt

                                                      = 12 I d2dt

                                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                      = I ddt

                                                      = I

                                                      = I

                                                      F = m a

                                                      9 MENGGELINDING

                                                      Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                                      dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                                      Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                                      sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                                      dinyatakan

                                                      vpm = R

                                                      apm = R

                                                      Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                                      kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                                      sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                                      menggelinding

                                                      Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                                      K = 12 IP 2

                                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                      = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                                      = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                                      K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                                      Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                                      sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                                      murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                                      sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                                      Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      31Pemuaian

                                                      Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                      terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                      dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                      bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                      volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                      tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                      fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                      hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                      inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                      inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                      atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                      mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                      makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                      yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                      selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                      dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                      FENOMENA FLUIDA

                                                      Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                      dalam air

                                                      Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                      Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                      tenggelam

                                                      Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                      Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      32Pemuaian

                                                      TEKANAN HIDROSTATIS

                                                      Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                      Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                      zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                      massa jenis zat cair ( r )

                                                      dalam bejana

                                                      HUKUM PASCAL

                                                      Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                      P1 = P2

                                                      F1A1 = F2A2

                                                      HUKUM ARCHIMEDES

                                                      Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                      Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                      a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                      b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                      c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                      W = berat benda

                                                      Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                      rb = massa jenis benda

                                                      rz = massa jenis fluida

                                                      V = volume benda

                                                      V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                      Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                      Wz = W - Fa

                                                      Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Ph = r g h

                                                      Pt = Po + Ph

                                                      F = P h A = r g V

                                                      r = massa jenis zat cair

                                                      h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                      g = percepatan gravitasi

                                                      Pt = tekanan total

                                                      Po = tekanan udara luar

                                                      33Pemuaian

                                                      TEGANGAN PERMUKAAN

                                                      Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                      zat cair persatuan panjang(l)

                                                      g = F 2l

                                                      KAPILARITAS

                                                      Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                      dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                      y = 2 g cos q r g r

                                                      y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                      g = tegangan permukaan (Nm)

                                                      q = sudut kontak (derajat)

                                                      p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                      g = percepatan gravitas (m det2)

                                                      Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      34Suhu

                                                      Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                      adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                      Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                      es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                      tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      35Pemuaian

                                                      Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                      ΔL=Lo ΔT

                                                      = koefisien muai panjang

                                                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                      Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                      ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                      Pemuaian volume

                                                      ΔV=Vo ΔT

                                                      Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                      = koefisien muai volume

                                                      ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                      PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                      Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                      Keterangan

                                                      = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                      PEMUAIAN GAS

                                                      Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                      Keterangan

                                                      = koef Muai volume gas = 1273

                                                      T = suhu harus dlm Kelvin

                                                      Maka formula dapat dalam bentuk

                                                      Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      36

                                                      ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                      1 terdiri dari molekul-molekul

                                                      2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                      agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                      3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                      molekul gas tersebut

                                                      4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                      5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                      bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                      6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                      tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                      7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                      PROSES ISOTHERMAL

                                                      Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                                      V adalah volume gas

                                                      PROSES ISOVOLUME

                                                      Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                      temperaturnya dalam Kelvin

                                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                      PROSES ISOBARIS

                                                      Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                      DIMANA V adalah volume gas

                                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                      HUKUM AVOGADRO

                                                      setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                      sama pula

                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      37

                                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                                      V adalah volume gas

                                                      N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                      k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      38Hukum Termodinamika

                                                      Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                      keadaan awalnya

                                                      Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                      (1986-1832)

                                                      HUKUM TERMODINAMIKA

                                                      01 cp - cv = R

                                                      cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                      cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                      02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                      a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                      b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                      = konstanta Laplace

                                                      03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                      04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                      05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                      Q = U + W

                                                      Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                      U = perubahan energi dalam

                                                      W = Usaha luar

                                                      PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                      1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                      Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                      ( lihat gambar )

                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      39Hukum Termodinamika

                                                      sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                      Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                      Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                      Pemanasan Pendinginan

                                                      W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                      2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                      Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                      Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                      Pemanasan Pendinginan

                                                      V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                      Q = U2 - U1

                                                      Q = U

                                                      U = m cv ( T2 - T1 )

                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      40Hukum Termodinamika

                                                      3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                      Selama proses suhunya konstan

                                                      ( lihat gambar )

                                                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                      Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                      P1 V2 = P2 V2

                                                      Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                      Pemanasan Pendinginan

                                                      T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                      ln x =2303 log x

                                                      4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                      Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                      ( lihat gambar )

                                                      Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                      oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      41Hukum Termodinamika

                                                      Pengembangan Pemampatan

                                                      Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                      U2 -U1 = - W

                                                      T1V1g-1

                                                      = T2V2g-1

                                                      W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                      - V1g-1

                                                      )

                                                      P1V1g = P2V2g

                                                      06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                      Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                      T = suhu

                                                      η = efisiensi

                                                      P = tekanan

                                                      V = volume

                                                      W = usaha

                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Gerak Gelombang

                                                      Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                      bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                      secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                      dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                      gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                      Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                      dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                      dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                      berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                      Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                      dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                      melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                      (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                      E = h fatau

                                                      E = h cλ

                                                      Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                      Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Efek Doppler

                                                      Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                      maksimum tertentu

                                                      Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                      terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                      Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                      setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                      gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                      gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                      maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                      Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                      adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                      titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                      dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                      y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                      y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                      Keterangan

                                                      a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                      b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                      sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                      dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                      y = y1+ y2

                                                      =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                      Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                      sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                      Menjadi

                                                      y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                      y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                      Rumus interferensi

                                                      y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                      Keterangan

                                                      A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                      k = 2πλ

                                                      ω = 2πT (rads)

                                                      l = panjang tali (m)

                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Efek Doppler

                                                      x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                      λ = panjang gelombang (m)

                                                      t = waktu sesaat (s)

                                                      Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                      Ap = 2 A sin kx

                                                      Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                      gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                      Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                      amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                      tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                      Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                      S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                      =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                      Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                      P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                      =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                      Superposisi gelombang

                                                      Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                      akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                      simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                      sebuah gelombang baru

                                                      Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                      y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                      Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                      Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                      y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                      Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                      Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                      Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                      y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Efek Doppler

                                                      y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                      y = y1 + y2

                                                      = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                      y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                      Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                      y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                      Dengan

                                                      As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                      bebas

                                                      Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                      sebagai berikut

                                                      Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                      x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                      x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                      helliphellip

                                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                      Ap minimum saat cos〖(2π

                                                      x)( λ)〗=0 sehingga

                                                      x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                      helliphellip

                                                      Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                      Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                      y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                      y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                      Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                      y = y1 + y2

                                                      y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                      Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                      sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Efek Doppler

                                                      Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                      y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                      Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                      As = 2A sin2π(xλ)

                                                      Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                      karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                      Ap=2 A sin 2πλ x

                                                      Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                      x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                      yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                      Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                      Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                      x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Efek Doppler

                                                      Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                      membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                      tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                      kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                      hilang)

                                                      Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                      ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                      bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                      ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                      sumber

                                                      Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                      yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                      dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                      frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                      Jadi

                                                      1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                      pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                      2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                      maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                      3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                      VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                      fs

                                                      Hal ini disebabkan

                                                      1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                      2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      1 1

                                                      s p

                                                      Efek Doppler

                                                      Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                      Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                      Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                      sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                      vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                      vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                      Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                      ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                      gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                      cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                      frekuensi

                                                      Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                      bentuk

                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      ps

                                                      s p

                                                      ff

                                                      v v v v

                                                      p

                                                      p ss

                                                      v vf f

                                                      v v

                                                      pp s

                                                      s

                                                      v vf f

                                                      v v

                                                      Efek Doppler

                                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                      VP= Kec pendengar ( ms )

                                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      1 Optika Geometri

                                                      a Hukum Pemantulan Snellius

                                                      Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                      bidang datar

                                                      Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                      b Cermin Datar

                                                      Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                      Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                      n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                      = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                      c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                      Ketentuan

                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                      dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                      d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                      Catatan

                                                      Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                      cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                      sebagai berikut

                                                      e Pembiasan (Refraksi)

                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      i = sudut datang

                                                      r = sudut bias

                                                      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                      nud = indeks bias udara = 1

                                                      2 Optika Fisik

                                                      a Sudut Dispersi

                                                      Q = Du - Dm

                                                      Q = sudut disperse

                                                      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                      b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                      = panjang gelombang cahaya

                                                      d = jarak antar celah

                                                      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                      L = jarak celah ke layar

                                                      k = 123 hellip dst

                                                      c Celah Tunggal

                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                      = sudut deviasi

                                                      d Difraksi Kisi

                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                      e Selaput Tipis

                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                      n = indeks bias selaput tipis

                                                      d = tebal selaput tipis

                                                      r = sudut bias

                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      f Polarisasi

                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                      vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                      tongkat penggembala

                                                      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                      Hanya dipengaruhi oleh

                                                      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      A Relativitas

                                                      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                      koordinat

                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                      batang

                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                      V = kecepatan pengamat

                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                      U = kecepatan pengamat

                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                      E = m C2

                                                      E = energi yang timbul

                                                      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                      B Teori Kuantum

                                                      E = h f

                                                      E = kuantum energi dalam joule

                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                      fo = frekuensi batas (Hz)

                                                      me= massa elektron (kg)

                                                      Vo = kecepatan elektron

                                                      hf = W + Ek

                                                      hf = energi foton yang datang

                                                      W = energi pelepasan elektron

                                                      Ek = energi kinetik electron

                                                      ATOM BOHR

                                                      1048708 Postulat Bohr

                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                      dipancarkan mempunyai energi

                                                      GELOMBANG DE BROGLIE

                                                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                      1048708 Panjang gelombang foton

                                                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                      oleh Davisson amp Germer

                                                      = panjang gelombang de Broglie

                                                      = konstanta Planck

                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      = massa partikel

                                                      = kecepatan partikel

                                                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                      = momentum foton

                                                      = konstanta Planck

                                                      = kecepatan cahaya (foton)

                                                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                      = panjang gelombang foton mula-mula

                                                      = konstanta Planck

                                                      = sudut penyimpangan foton

                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                      kecepatan elektron yang diemisikan

                                                      E = Energi

                                                      h = tetapan Planck

                                                      f = frekwensi

                                                      c = kecepatan cahaya

                                                      v = kecepatan

                                                      a = energi ambang

                                                      m = massa λ = panjang gelombang

                                                      p = momentum

                                                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                      Hypotesa de Broglie

                                                      Hamburan Compton

                                                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Catatan penting

                                                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                      Massa 1e = 9110-31 kg

                                                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                      Energi Nuklir

                                                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                      diperhitungkan

                                                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                      masalah kelangkaan energi

                                                      Fisi Nuklir

                                                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                      yaitu reaksi fisi nuklir

                                                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Energi Nuklir

                                                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Energi Nuklir

                                                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                      Reaktor Nuklir

                                                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                      batang kendali dan perisai beton

                                                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Energi Nuklir

                                                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                      reaktor

                                                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                      diizinkan

                                                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Energi Nuklir

                                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                      reaktor

                                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                      air bertekanan

                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Listrik Dinamis

                                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                      Hukum Ohm

                                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Listrik Dinamis

                                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                      pada rangkaian yang

                                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Listrik Dinamis

                                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                      ditulis

                                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Listrik Dinamis

                                                      Hukum Kirchoff

                                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                      arus listrik

                                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                      Maka diperoleh persamaan

                                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                      I masuk = I keluar

                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                      Rangkaian Seri

                                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                      VAC = IR1 + IR2

                                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                                      Rangkaian Paralel

                                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                      diperoleh persamaan

                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                      yang lain tetap menyala

                                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                      dirumuskan

                                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                      Rp = R n

                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Listrik Statis

                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Rangkaian Majemuk

                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                      turun

                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                      arah arus yang melaluinya

                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                      Usaha Listrik

                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                      muatan itu

                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                      positif

                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                      t

                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                      Kapasitansi

                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                      rumus dapat ditulis

                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                      disederhanakan

                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                      paralel

                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Rangkaian kapasitor

                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                      Rangkaian R

                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                      Rangkaian C

                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                      Rangkaian L

                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                      =+90deg

                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                      menurut hubungan

                                                      di sini T dalam detik

                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                      sama

                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                      resistor R ialah I2R

                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                      henry dan f dalam hertz

                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Medan Magnet

                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                      ini

                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                      1 Induksi Magnetik

                                                      Hukum Biot-Savart

                                                      Yang mana

                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                      5 Gaya Lorentz

                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                      (GGL induksi)

                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                      pp = daya primer (watt)

                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                      untuk trafo ideal

                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                      praktikal

                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                      listriknya

                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                      komponen-komponen lainnya

                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                      berukuran relatif kecil

                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                      • Superposisi gelombang
                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                              • Hukum Ohm
                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                              • Hukum Kirchoff
                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                        28Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                        = I ddt

                                                        = I

                                                        = I

                                                        F = m a

                                                        9 MENGGELINDING

                                                        Misalkan sebuah silinder menggelinding pada bidang datar Pusat massa silinder bergerak

                                                        dalam garis lurus sedang titik-titik yang lain lintasannya sangat komplek (cycloid)

                                                        Bila jari-jari silinder R saat silinder telah berputar sejauh pusat massa telah bergeser

                                                        sejauh s = R Oleh karena kecepatan dan percepatan linear dari pusat massa dapat

                                                        dinyatakan

                                                        vpm = R

                                                        apm = R

                                                        Relatif terhadap permukaan dimana silinder menggelinding pusat massa mempunya

                                                        kecepatan vpm dan titik Prsquo mempunyai kecepatan 2vpm dan kecepatan titik P adalah 0

                                                        sehingga titik P dapat dipandang sebagai sumbu putar sesaat silinder yang sedang

                                                        menggelinding

                                                        Energi kinetik silinder yang menggeklinding tersebut adalah

                                                        K = 12 IP 2

                                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                        = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                                        = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                                        K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                                        Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                                        sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                                        murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                                        sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                                        Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        31Pemuaian

                                                        Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                        terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                        dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                        bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                        volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                        tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                        fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                        hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                        inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                        inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                        atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                        mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                        makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                        yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                        selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                        dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                        FENOMENA FLUIDA

                                                        Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                        dalam air

                                                        Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                        Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                        tenggelam

                                                        Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                        Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        32Pemuaian

                                                        TEKANAN HIDROSTATIS

                                                        Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                        Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                        zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                        massa jenis zat cair ( r )

                                                        dalam bejana

                                                        HUKUM PASCAL

                                                        Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                        P1 = P2

                                                        F1A1 = F2A2

                                                        HUKUM ARCHIMEDES

                                                        Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                        Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                        a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                        b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                        c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                        W = berat benda

                                                        Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                        rb = massa jenis benda

                                                        rz = massa jenis fluida

                                                        V = volume benda

                                                        V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                        Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                        Wz = W - Fa

                                                        Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Ph = r g h

                                                        Pt = Po + Ph

                                                        F = P h A = r g V

                                                        r = massa jenis zat cair

                                                        h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                        g = percepatan gravitasi

                                                        Pt = tekanan total

                                                        Po = tekanan udara luar

                                                        33Pemuaian

                                                        TEGANGAN PERMUKAAN

                                                        Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                        zat cair persatuan panjang(l)

                                                        g = F 2l

                                                        KAPILARITAS

                                                        Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                        dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                        y = 2 g cos q r g r

                                                        y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                        g = tegangan permukaan (Nm)

                                                        q = sudut kontak (derajat)

                                                        p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                        g = percepatan gravitas (m det2)

                                                        Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        34Suhu

                                                        Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                        adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                        Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                        es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                        tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        35Pemuaian

                                                        Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                        ΔL=Lo ΔT

                                                        = koefisien muai panjang

                                                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                        Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                        ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                        Pemuaian volume

                                                        ΔV=Vo ΔT

                                                        Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                        = koefisien muai volume

                                                        ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                        PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                        Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                        Keterangan

                                                        = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                        PEMUAIAN GAS

                                                        Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                        Keterangan

                                                        = koef Muai volume gas = 1273

                                                        T = suhu harus dlm Kelvin

                                                        Maka formula dapat dalam bentuk

                                                        Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        36

                                                        ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                        1 terdiri dari molekul-molekul

                                                        2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                        agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                        3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                        molekul gas tersebut

                                                        4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                        5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                        bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                        6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                        tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                        7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                        PROSES ISOTHERMAL

                                                        Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                                        V adalah volume gas

                                                        PROSES ISOVOLUME

                                                        Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                        temperaturnya dalam Kelvin

                                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                        PROSES ISOBARIS

                                                        Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                        DIMANA V adalah volume gas

                                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                        HUKUM AVOGADRO

                                                        setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                        sama pula

                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        37

                                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                                        V adalah volume gas

                                                        N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                        k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        38Hukum Termodinamika

                                                        Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                        keadaan awalnya

                                                        Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                        (1986-1832)

                                                        HUKUM TERMODINAMIKA

                                                        01 cp - cv = R

                                                        cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                        cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                        02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                        a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                        b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                        = konstanta Laplace

                                                        03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                        04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                        05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                        Q = U + W

                                                        Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                        U = perubahan energi dalam

                                                        W = Usaha luar

                                                        PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                        1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                        Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                        ( lihat gambar )

                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        39Hukum Termodinamika

                                                        sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                        Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                        Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                        Pemanasan Pendinginan

                                                        W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                        2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                        Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                        Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                        Pemanasan Pendinginan

                                                        V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                        Q = U2 - U1

                                                        Q = U

                                                        U = m cv ( T2 - T1 )

                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        40Hukum Termodinamika

                                                        3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                        Selama proses suhunya konstan

                                                        ( lihat gambar )

                                                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                        Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                        P1 V2 = P2 V2

                                                        Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                        Pemanasan Pendinginan

                                                        T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                        ln x =2303 log x

                                                        4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                        Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                        ( lihat gambar )

                                                        Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                        oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        41Hukum Termodinamika

                                                        Pengembangan Pemampatan

                                                        Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                        U2 -U1 = - W

                                                        T1V1g-1

                                                        = T2V2g-1

                                                        W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                        - V1g-1

                                                        )

                                                        P1V1g = P2V2g

                                                        06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                        Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                        T = suhu

                                                        η = efisiensi

                                                        P = tekanan

                                                        V = volume

                                                        W = usaha

                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Gerak Gelombang

                                                        Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                        bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                        secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                        dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                        gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                        Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                        dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                        dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                        berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                        Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                        dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                        melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                        (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                        E = h fatau

                                                        E = h cλ

                                                        Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                        Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Efek Doppler

                                                        Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                        maksimum tertentu

                                                        Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                        terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                        Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                        setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                        gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                        gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                        maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                        Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                        adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                        titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                        dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                        y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                        y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                        Keterangan

                                                        a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                        b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                        sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                        dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                        y = y1+ y2

                                                        =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                        Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                        sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                        Menjadi

                                                        y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                        y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                        Rumus interferensi

                                                        y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                        Keterangan

                                                        A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                        k = 2πλ

                                                        ω = 2πT (rads)

                                                        l = panjang tali (m)

                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Efek Doppler

                                                        x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                        λ = panjang gelombang (m)

                                                        t = waktu sesaat (s)

                                                        Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                        Ap = 2 A sin kx

                                                        Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                        gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                        Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                        amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                        tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                        Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                        S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                        =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                        Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                        P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                        =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                        Superposisi gelombang

                                                        Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                        akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                        simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                        sebuah gelombang baru

                                                        Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                        y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                        Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                        Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                        y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                        Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                        Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                        Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                        y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Efek Doppler

                                                        y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                        y = y1 + y2

                                                        = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                        y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                        Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                        y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                        Dengan

                                                        As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                        bebas

                                                        Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                        sebagai berikut

                                                        Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                        x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                        x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                        helliphellip

                                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                        Ap minimum saat cos〖(2π

                                                        x)( λ)〗=0 sehingga

                                                        x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                        helliphellip

                                                        Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                        Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                        y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                        y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                        Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                        y = y1 + y2

                                                        y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                        Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                        sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Efek Doppler

                                                        Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                        y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                        Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                        As = 2A sin2π(xλ)

                                                        Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                        karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                        Ap=2 A sin 2πλ x

                                                        Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                        x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                        yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                        Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                        Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                        x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Efek Doppler

                                                        Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                        membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                        tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                        kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                        hilang)

                                                        Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                        ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                        bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                        ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                        sumber

                                                        Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                        yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                        dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                        frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                        Jadi

                                                        1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                        pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                        2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                        maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                        3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                        VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                        fs

                                                        Hal ini disebabkan

                                                        1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                        2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        1 1

                                                        s p

                                                        Efek Doppler

                                                        Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                        Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                        Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                        sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                        vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                        vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                        Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                        ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                        gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                        cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                        frekuensi

                                                        Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                        bentuk

                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        ps

                                                        s p

                                                        ff

                                                        v v v v

                                                        p

                                                        p ss

                                                        v vf f

                                                        v v

                                                        pp s

                                                        s

                                                        v vf f

                                                        v v

                                                        Efek Doppler

                                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                        VP= Kec pendengar ( ms )

                                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        1 Optika Geometri

                                                        a Hukum Pemantulan Snellius

                                                        Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                        bidang datar

                                                        Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                        b Cermin Datar

                                                        Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                        Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                        n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                        = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                        c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                        Ketentuan

                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                        dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                        d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                        Catatan

                                                        Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                        cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                        sebagai berikut

                                                        e Pembiasan (Refraksi)

                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        i = sudut datang

                                                        r = sudut bias

                                                        n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                        V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                        nud = indeks bias udara = 1

                                                        2 Optika Fisik

                                                        a Sudut Dispersi

                                                        Q = Du - Dm

                                                        Q = sudut disperse

                                                        Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                        b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                        = panjang gelombang cahaya

                                                        d = jarak antar celah

                                                        p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                        L = jarak celah ke layar

                                                        k = 123 hellip dst

                                                        c Celah Tunggal

                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                        = sudut deviasi

                                                        d Difraksi Kisi

                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                        e Selaput Tipis

                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                        n = indeks bias selaput tipis

                                                        d = tebal selaput tipis

                                                        r = sudut bias

                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        f Polarisasi

                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                        vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                        tongkat penggembala

                                                        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                        Hanya dipengaruhi oleh

                                                        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        A Relativitas

                                                        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                        koordinat

                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                        batang

                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                        V = kecepatan pengamat

                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                        U = kecepatan pengamat

                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                        E = m C2

                                                        E = energi yang timbul

                                                        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                        B Teori Kuantum

                                                        E = h f

                                                        E = kuantum energi dalam joule

                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                        fo = frekuensi batas (Hz)

                                                        me= massa elektron (kg)

                                                        Vo = kecepatan elektron

                                                        hf = W + Ek

                                                        hf = energi foton yang datang

                                                        W = energi pelepasan elektron

                                                        Ek = energi kinetik electron

                                                        ATOM BOHR

                                                        1048708 Postulat Bohr

                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                        dipancarkan mempunyai energi

                                                        GELOMBANG DE BROGLIE

                                                        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                        1048708 Panjang gelombang foton

                                                        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                        oleh Davisson amp Germer

                                                        = panjang gelombang de Broglie

                                                        = konstanta Planck

                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        = massa partikel

                                                        = kecepatan partikel

                                                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                        = momentum foton

                                                        = konstanta Planck

                                                        = kecepatan cahaya (foton)

                                                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                        = panjang gelombang foton mula-mula

                                                        = konstanta Planck

                                                        = sudut penyimpangan foton

                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                        kecepatan elektron yang diemisikan

                                                        E = Energi

                                                        h = tetapan Planck

                                                        f = frekwensi

                                                        c = kecepatan cahaya

                                                        v = kecepatan

                                                        a = energi ambang

                                                        m = massa λ = panjang gelombang

                                                        p = momentum

                                                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                        Hypotesa de Broglie

                                                        Hamburan Compton

                                                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Catatan penting

                                                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                        Massa 1e = 9110-31 kg

                                                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                        Energi Nuklir

                                                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                        diperhitungkan

                                                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                        masalah kelangkaan energi

                                                        Fisi Nuklir

                                                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                        yaitu reaksi fisi nuklir

                                                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Energi Nuklir

                                                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Energi Nuklir

                                                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                        Reaktor Nuklir

                                                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                        batang kendali dan perisai beton

                                                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Energi Nuklir

                                                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                        reaktor

                                                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                        diizinkan

                                                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Energi Nuklir

                                                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                        reaktor

                                                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                        air bertekanan

                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Listrik Dinamis

                                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                        Hukum Ohm

                                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Listrik Dinamis

                                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                        pada rangkaian yang

                                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Listrik Dinamis

                                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                        ditulis

                                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Listrik Dinamis

                                                        Hukum Kirchoff

                                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                        arus listrik

                                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                        Maka diperoleh persamaan

                                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                        I masuk = I keluar

                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                        Rangkaian Seri

                                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                        VAC = IR1 + IR2

                                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                                        Rangkaian Paralel

                                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                        diperoleh persamaan

                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                        yang lain tetap menyala

                                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                        dirumuskan

                                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                        Rp = R n

                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Listrik Statis

                                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Rangkaian Majemuk

                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                        turun

                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                        arah arus yang melaluinya

                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                        Usaha Listrik

                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                        muatan itu

                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                        positif

                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                        t

                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                        Kapasitansi

                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                        rumus dapat ditulis

                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                        disederhanakan

                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                        paralel

                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Rangkaian kapasitor

                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                        Rangkaian R

                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                        Rangkaian C

                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                        Rangkaian L

                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                        =+90deg

                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                        menurut hubungan

                                                        di sini T dalam detik

                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                        sama

                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                        resistor R ialah I2R

                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                        henry dan f dalam hertz

                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Medan Magnet

                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                        ini

                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                        1 Induksi Magnetik

                                                        Hukum Biot-Savart

                                                        Yang mana

                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                        5 Gaya Lorentz

                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                        (GGL induksi)

                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                        pp = daya primer (watt)

                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                        untuk trafo ideal

                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                        praktikal

                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                        listriknya

                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                        komponen-komponen lainnya

                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                        berukuran relatif kecil

                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                        • Superposisi gelombang
                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                • Hukum Ohm
                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                          29Kesetimbangan Partikel Momen Gaya Titik Berat

                                                          = 12 ( Ipm + MR2) 2

                                                          = 12 Ipm2 + 12 MR22

                                                          K = 12 Ipm2 + 12 Mvpm2

                                                          Tampak pada ruas kanan suku pertama menyatakan energi kinetik rotasi murni dengan

                                                          sumbu melalui pusat massa dan suku kedua menyatakan energi kinetik gerak translasi

                                                          murni dengan kecepatan pusat massanya Jadi gerak menggelinding dapat dipandang

                                                          sebagai gabungan gerak rotasi murni dan gerak translasi murni

                                                          Kesetimbangan amp Titik Berat Benda Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          31Pemuaian

                                                          Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                          terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                          dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                          bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                          volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                          tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                          fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                          hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                          inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                          inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                          atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                          mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                          makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                          yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                          selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                          dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                          FENOMENA FLUIDA

                                                          Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                          dalam air

                                                          Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                          Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                          tenggelam

                                                          Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                          Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          32Pemuaian

                                                          TEKANAN HIDROSTATIS

                                                          Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                          Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                          zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                          massa jenis zat cair ( r )

                                                          dalam bejana

                                                          HUKUM PASCAL

                                                          Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                          P1 = P2

                                                          F1A1 = F2A2

                                                          HUKUM ARCHIMEDES

                                                          Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                          Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                          a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                          b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                          c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                          W = berat benda

                                                          Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                          rb = massa jenis benda

                                                          rz = massa jenis fluida

                                                          V = volume benda

                                                          V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                          Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                          Wz = W - Fa

                                                          Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Ph = r g h

                                                          Pt = Po + Ph

                                                          F = P h A = r g V

                                                          r = massa jenis zat cair

                                                          h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                          g = percepatan gravitasi

                                                          Pt = tekanan total

                                                          Po = tekanan udara luar

                                                          33Pemuaian

                                                          TEGANGAN PERMUKAAN

                                                          Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                          zat cair persatuan panjang(l)

                                                          g = F 2l

                                                          KAPILARITAS

                                                          Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                          dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                          y = 2 g cos q r g r

                                                          y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                          g = tegangan permukaan (Nm)

                                                          q = sudut kontak (derajat)

                                                          p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                          g = percepatan gravitas (m det2)

                                                          Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          34Suhu

                                                          Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                          adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                          Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                          es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                          tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          35Pemuaian

                                                          Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                          ΔL=Lo ΔT

                                                          = koefisien muai panjang

                                                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                          Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                          ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                          Pemuaian volume

                                                          ΔV=Vo ΔT

                                                          Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                          = koefisien muai volume

                                                          ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                          PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                          Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                          Keterangan

                                                          = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                          PEMUAIAN GAS

                                                          Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                          Keterangan

                                                          = koef Muai volume gas = 1273

                                                          T = suhu harus dlm Kelvin

                                                          Maka formula dapat dalam bentuk

                                                          Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          36

                                                          ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                          1 terdiri dari molekul-molekul

                                                          2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                          agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                          3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                          molekul gas tersebut

                                                          4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                          5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                          bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                          6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                          tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                          7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                          PROSES ISOTHERMAL

                                                          Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                          DIMANA P adalah tekanan gas

                                                          V adalah volume gas

                                                          PROSES ISOVOLUME

                                                          Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                          temperaturnya dalam Kelvin

                                                          DIMANA P adalah tekanan gas

                                                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                          PROSES ISOBARIS

                                                          Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                          DIMANA V adalah volume gas

                                                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                          HUKUM AVOGADRO

                                                          setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                          sama pula

                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          37

                                                          DIMANA P adalah tekanan gas

                                                          V adalah volume gas

                                                          N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                          T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                          k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          38Hukum Termodinamika

                                                          Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                          keadaan awalnya

                                                          Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                          (1986-1832)

                                                          HUKUM TERMODINAMIKA

                                                          01 cp - cv = R

                                                          cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                          cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                          02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                          a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                          b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                          = konstanta Laplace

                                                          03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                          04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                          05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                          Q = U + W

                                                          Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                          U = perubahan energi dalam

                                                          W = Usaha luar

                                                          PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                          1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                          Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                          ( lihat gambar )

                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          39Hukum Termodinamika

                                                          sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                          Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                          Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                          Pemanasan Pendinginan

                                                          W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                          2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                          Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                          Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                          Pemanasan Pendinginan

                                                          V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                          Q = U2 - U1

                                                          Q = U

                                                          U = m cv ( T2 - T1 )

                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          40Hukum Termodinamika

                                                          3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                          Selama proses suhunya konstan

                                                          ( lihat gambar )

                                                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                          Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                          P1 V2 = P2 V2

                                                          Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                          Pemanasan Pendinginan

                                                          T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                          ln x =2303 log x

                                                          4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                          Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                          ( lihat gambar )

                                                          Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                          oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          41Hukum Termodinamika

                                                          Pengembangan Pemampatan

                                                          Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                          U2 -U1 = - W

                                                          T1V1g-1

                                                          = T2V2g-1

                                                          W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                          - V1g-1

                                                          )

                                                          P1V1g = P2V2g

                                                          06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                          Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                          T = suhu

                                                          η = efisiensi

                                                          P = tekanan

                                                          V = volume

                                                          W = usaha

                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Gerak Gelombang

                                                          Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                          bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                          secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                          dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                          gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                          Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                          dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                          dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                          berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                          Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                          dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                          melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                          (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                          E = h fatau

                                                          E = h cλ

                                                          Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                          Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Efek Doppler

                                                          Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                          maksimum tertentu

                                                          Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                          terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                          Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                          setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                          gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                          gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                          maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                          Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                          adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                          titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                          dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                          y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                          y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                          Keterangan

                                                          a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                          b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                          sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                          dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                          y = y1+ y2

                                                          =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                          Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                          sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                          Menjadi

                                                          y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                          y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                          Rumus interferensi

                                                          y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                          Keterangan

                                                          A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                          k = 2πλ

                                                          ω = 2πT (rads)

                                                          l = panjang tali (m)

                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Efek Doppler

                                                          x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                          λ = panjang gelombang (m)

                                                          t = waktu sesaat (s)

                                                          Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                          Ap = 2 A sin kx

                                                          Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                          gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                          Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                          amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                          tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                          Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                          S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                          =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                          Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                          P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                          =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                          Superposisi gelombang

                                                          Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                          akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                          simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                          sebuah gelombang baru

                                                          Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                          y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                          Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                          Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                          y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                          Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                          Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                          Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                          y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Efek Doppler

                                                          y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                          y = y1 + y2

                                                          = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                          y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                          Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                          y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                          Dengan

                                                          As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                          bebas

                                                          Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                          sebagai berikut

                                                          Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                          x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                          x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                          helliphellip

                                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                          Ap minimum saat cos〖(2π

                                                          x)( λ)〗=0 sehingga

                                                          x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                          helliphellip

                                                          Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                          Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                          y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                          y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                          Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                          y = y1 + y2

                                                          y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                          Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                          sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Efek Doppler

                                                          Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                          y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                          Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                          As = 2A sin2π(xλ)

                                                          Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                          karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                          Ap=2 A sin 2πλ x

                                                          Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                          x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                          yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                          Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                          Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                          x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Efek Doppler

                                                          Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                          membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                          tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                          kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                          hilang)

                                                          Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                          ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                          bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                          ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                          sumber

                                                          Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                          yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                          dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                          frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                          Jadi

                                                          1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                          pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                          2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                          maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                          3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                          VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                          fs

                                                          Hal ini disebabkan

                                                          1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                          2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          1 1

                                                          s p

                                                          Efek Doppler

                                                          Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                          Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                          Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                          sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                          vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                          vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                          Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                          ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                          gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                          cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                          frekuensi

                                                          Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                          bentuk

                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          ps

                                                          s p

                                                          ff

                                                          v v v v

                                                          p

                                                          p ss

                                                          v vf f

                                                          v v

                                                          pp s

                                                          s

                                                          v vf f

                                                          v v

                                                          Efek Doppler

                                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                          VP= Kec pendengar ( ms )

                                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          1 Optika Geometri

                                                          a Hukum Pemantulan Snellius

                                                          Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                          bidang datar

                                                          Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                          b Cermin Datar

                                                          Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                          Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                          n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                          = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                          c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                          Ketentuan

                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                          dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                          d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                          Catatan

                                                          Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                          cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                          sebagai berikut

                                                          e Pembiasan (Refraksi)

                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          i = sudut datang

                                                          r = sudut bias

                                                          n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                          V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                          nud = indeks bias udara = 1

                                                          2 Optika Fisik

                                                          a Sudut Dispersi

                                                          Q = Du - Dm

                                                          Q = sudut disperse

                                                          Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                          b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                          = panjang gelombang cahaya

                                                          d = jarak antar celah

                                                          p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                          L = jarak celah ke layar

                                                          k = 123 hellip dst

                                                          c Celah Tunggal

                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                          = sudut deviasi

                                                          d Difraksi Kisi

                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                          e Selaput Tipis

                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                          n = indeks bias selaput tipis

                                                          d = tebal selaput tipis

                                                          r = sudut bias

                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          f Polarisasi

                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                          vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                          tongkat penggembala

                                                          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                          Hanya dipengaruhi oleh

                                                          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          A Relativitas

                                                          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                          koordinat

                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                          batang

                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                          V = kecepatan pengamat

                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                          U = kecepatan pengamat

                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                          E = m C2

                                                          E = energi yang timbul

                                                          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                          B Teori Kuantum

                                                          E = h f

                                                          E = kuantum energi dalam joule

                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                          fo = frekuensi batas (Hz)

                                                          me= massa elektron (kg)

                                                          Vo = kecepatan elektron

                                                          hf = W + Ek

                                                          hf = energi foton yang datang

                                                          W = energi pelepasan elektron

                                                          Ek = energi kinetik electron

                                                          ATOM BOHR

                                                          1048708 Postulat Bohr

                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                          dipancarkan mempunyai energi

                                                          GELOMBANG DE BROGLIE

                                                          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                          1048708 Panjang gelombang foton

                                                          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                          oleh Davisson amp Germer

                                                          = panjang gelombang de Broglie

                                                          = konstanta Planck

                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          = massa partikel

                                                          = kecepatan partikel

                                                          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                          = momentum foton

                                                          = konstanta Planck

                                                          = kecepatan cahaya (foton)

                                                          = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                          = panjang gelombang foton mula-mula

                                                          = konstanta Planck

                                                          = sudut penyimpangan foton

                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                          kecepatan elektron yang diemisikan

                                                          E = Energi

                                                          h = tetapan Planck

                                                          f = frekwensi

                                                          c = kecepatan cahaya

                                                          v = kecepatan

                                                          a = energi ambang

                                                          m = massa λ = panjang gelombang

                                                          p = momentum

                                                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                          Hypotesa de Broglie

                                                          Hamburan Compton

                                                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Catatan penting

                                                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                          Massa 1e = 9110-31 kg

                                                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                          Energi Nuklir

                                                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                          diperhitungkan

                                                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                          masalah kelangkaan energi

                                                          Fisi Nuklir

                                                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                          yaitu reaksi fisi nuklir

                                                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Energi Nuklir

                                                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Energi Nuklir

                                                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                          Reaktor Nuklir

                                                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                          batang kendali dan perisai beton

                                                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Energi Nuklir

                                                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                          reaktor

                                                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                          diizinkan

                                                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Energi Nuklir

                                                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                          reaktor

                                                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                          air bertekanan

                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Listrik Dinamis

                                                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                          Hukum Ohm

                                                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Listrik Dinamis

                                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                          pada rangkaian yang

                                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Listrik Dinamis

                                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                          ditulis

                                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Listrik Dinamis

                                                          Hukum Kirchoff

                                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                          arus listrik

                                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                          Maka diperoleh persamaan

                                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                          I masuk = I keluar

                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                          Rangkaian Seri

                                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                          VAC = IR1 + IR2

                                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                                          Rangkaian Paralel

                                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                          diperoleh persamaan

                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                          yang lain tetap menyala

                                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                          dirumuskan

                                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                          Rp = R n

                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Listrik Statis

                                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Rangkaian Majemuk

                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                          turun

                                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                          arah arus yang melaluinya

                                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                          Usaha Listrik

                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                          muatan itu

                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                          positif

                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                          t

                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                          Kapasitansi

                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                          rumus dapat ditulis

                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                          disederhanakan

                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                          paralel

                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Rangkaian kapasitor

                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                          Rangkaian R

                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                          Rangkaian C

                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                          Rangkaian L

                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                          =+90deg

                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                          menurut hubungan

                                                          di sini T dalam detik

                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                          sama

                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                          resistor R ialah I2R

                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                          henry dan f dalam hertz

                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Medan Magnet

                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                          ini

                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                          1 Induksi Magnetik

                                                          Hukum Biot-Savart

                                                          Yang mana

                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                          5 Gaya Lorentz

                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                          (GGL induksi)

                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                          pp = daya primer (watt)

                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                          untuk trafo ideal

                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                          praktikal

                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                          listriknya

                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                          komponen-komponen lainnya

                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                          berukuran relatif kecil

                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                          • Superposisi gelombang
                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                  • Hukum Ohm
                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                            31Pemuaian

                                                            Fluida ( zat alir ) adalah zat yang dapat mengalir dan memberikan sedikit hambatan

                                                            terhadap bentuk ketika ditekan misalnya zat cair dan gas Fluida dapat digolongkan

                                                            dalam dua macam yaitu fluida statis dan fluida dinamisFluida atau zat alir adalah

                                                            bahan yang dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

                                                            volume Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada suhu dan

                                                            tekanan tertentuJika kerapatan fluida dipengaruhi oleh perubahan tekanan maka

                                                            fluida itu dapat mampat atau kompresibelSebaliknya fluida yang kerapatannya

                                                            hanya sedikit dipengruhi oleh perubahan tekanan disebut tidak dapat mampat atau

                                                            inkompresibel Contoh fluida kompresibel adalah udara ( gas ) sedangkan yang

                                                            inkompresibel adalah air ( zat cair ) Fluida statis adalah fluida yang tidak bergerak

                                                            atau dalam keadaan diam misalnya air dalam gelas Dalam fluida statis kita

                                                            mempelajari hukum-hukum dasar yang dapat menjelaskan antara lain mengapa

                                                            makin dalam kita menyelam makin besar tekanan yang kit alami mengapa kapal laut

                                                            yang terbuat dari besi dapat mengapung di permukaan air laut managpa kapal

                                                            selam dapat melayang mengapung dan tenggelam dalam air laut mengapa nyamuk

                                                            dapat hinggap dipermukaan air berapa ketinggian zat akan naik dalam pipa kapiler

                                                            FENOMENA FLUIDA

                                                            Kenapa kayu-kayu yang besar dan banyak lebihyang besar mudah diangkat

                                                            dalam air

                                                            Mengapa balon gas bisa naik ke atas

                                                            Mengapa telur bisa mengapung dalam air garamsementara dalam air murni

                                                            tenggelam

                                                            Kenapa serangga kecil bisa bergerak diatas air dan tidak tenggelam

                                                            Bagaimana pesawat yang massanya besar dapat terbang

                                                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            32Pemuaian

                                                            TEKANAN HIDROSTATIS

                                                            Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                            Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                            zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                            massa jenis zat cair ( r )

                                                            dalam bejana

                                                            HUKUM PASCAL

                                                            Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                            P1 = P2

                                                            F1A1 = F2A2

                                                            HUKUM ARCHIMEDES

                                                            Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                            Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                            a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                            b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                            c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                            W = berat benda

                                                            Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                            rb = massa jenis benda

                                                            rz = massa jenis fluida

                                                            V = volume benda

                                                            V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                            Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                            Wz = W - Fa

                                                            Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Ph = r g h

                                                            Pt = Po + Ph

                                                            F = P h A = r g V

                                                            r = massa jenis zat cair

                                                            h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                            g = percepatan gravitasi

                                                            Pt = tekanan total

                                                            Po = tekanan udara luar

                                                            33Pemuaian

                                                            TEGANGAN PERMUKAAN

                                                            Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                            zat cair persatuan panjang(l)

                                                            g = F 2l

                                                            KAPILARITAS

                                                            Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                            dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                            y = 2 g cos q r g r

                                                            y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                            g = tegangan permukaan (Nm)

                                                            q = sudut kontak (derajat)

                                                            p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                            g = percepatan gravitas (m det2)

                                                            Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            34Suhu

                                                            Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                            adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                            Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                            es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                            tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            35Pemuaian

                                                            Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                            ΔL=Lo ΔT

                                                            = koefisien muai panjang

                                                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                            Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                            ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                            Pemuaian volume

                                                            ΔV=Vo ΔT

                                                            Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                            = koefisien muai volume

                                                            ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                            PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                            Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                            Keterangan

                                                            = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                            PEMUAIAN GAS

                                                            Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                            Keterangan

                                                            = koef Muai volume gas = 1273

                                                            T = suhu harus dlm Kelvin

                                                            Maka formula dapat dalam bentuk

                                                            Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            36

                                                            ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                            1 terdiri dari molekul-molekul

                                                            2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                            agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                            3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                            molekul gas tersebut

                                                            4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                            5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                            bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                            6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                            tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                            7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                            PROSES ISOTHERMAL

                                                            Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                            DIMANA P adalah tekanan gas

                                                            V adalah volume gas

                                                            PROSES ISOVOLUME

                                                            Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                            temperaturnya dalam Kelvin

                                                            DIMANA P adalah tekanan gas

                                                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                            PROSES ISOBARIS

                                                            Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                            DIMANA V adalah volume gas

                                                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                            HUKUM AVOGADRO

                                                            setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                            sama pula

                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            37

                                                            DIMANA P adalah tekanan gas

                                                            V adalah volume gas

                                                            N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                            T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                            k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            38Hukum Termodinamika

                                                            Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                            keadaan awalnya

                                                            Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                            (1986-1832)

                                                            HUKUM TERMODINAMIKA

                                                            01 cp - cv = R

                                                            cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                            cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                            02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                            a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                            b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                            = konstanta Laplace

                                                            03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                            04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                            05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                            Q = U + W

                                                            Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                            U = perubahan energi dalam

                                                            W = Usaha luar

                                                            PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                            1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                            Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                            ( lihat gambar )

                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            39Hukum Termodinamika

                                                            sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                            Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                            Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                            Pemanasan Pendinginan

                                                            W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                            2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                            Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                            Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                            Pemanasan Pendinginan

                                                            V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                            Q = U2 - U1

                                                            Q = U

                                                            U = m cv ( T2 - T1 )

                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            40Hukum Termodinamika

                                                            3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                            Selama proses suhunya konstan

                                                            ( lihat gambar )

                                                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                            Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                            P1 V2 = P2 V2

                                                            Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                            Pemanasan Pendinginan

                                                            T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                            ln x =2303 log x

                                                            4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                            Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                            ( lihat gambar )

                                                            Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                            oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            41Hukum Termodinamika

                                                            Pengembangan Pemampatan

                                                            Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                            U2 -U1 = - W

                                                            T1V1g-1

                                                            = T2V2g-1

                                                            W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                            - V1g-1

                                                            )

                                                            P1V1g = P2V2g

                                                            06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                            Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                            T = suhu

                                                            η = efisiensi

                                                            P = tekanan

                                                            V = volume

                                                            W = usaha

                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Gerak Gelombang

                                                            Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                            bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                            secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                            dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                            gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                            Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                            dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                            dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                            berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                            Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                            dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                            melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                            (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                            E = h fatau

                                                            E = h cλ

                                                            Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                            Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Efek Doppler

                                                            Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                            maksimum tertentu

                                                            Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                            terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                            Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                            setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                            gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                            gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                            maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                            Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                            adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                            titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                            dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                            y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                            y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                            Keterangan

                                                            a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                            b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                            sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                            dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                            y = y1+ y2

                                                            =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                            Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                            sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                            Menjadi

                                                            y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                            y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                            Rumus interferensi

                                                            y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                            Keterangan

                                                            A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                            k = 2πλ

                                                            ω = 2πT (rads)

                                                            l = panjang tali (m)

                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Efek Doppler

                                                            x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                            λ = panjang gelombang (m)

                                                            t = waktu sesaat (s)

                                                            Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                            Ap = 2 A sin kx

                                                            Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                            gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                            Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                            amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                            tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                            Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                            S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                            =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                            Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                            P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                            =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                            Superposisi gelombang

                                                            Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                            akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                            simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                            sebuah gelombang baru

                                                            Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                            y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                            Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                            Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                            y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                            Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                            Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                            Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                            y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Efek Doppler

                                                            y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                            y = y1 + y2

                                                            = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                            y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                            Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                            y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                            Dengan

                                                            As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                            bebas

                                                            Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                            sebagai berikut

                                                            Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                            x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                            x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                            helliphellip

                                                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                            Ap minimum saat cos〖(2π

                                                            x)( λ)〗=0 sehingga

                                                            x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                            helliphellip

                                                            Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                            Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                            y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                            y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                            Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                            y = y1 + y2

                                                            y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                            Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                            sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Efek Doppler

                                                            Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                            y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                            Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                            As = 2A sin2π(xλ)

                                                            Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                            karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                            Ap=2 A sin 2πλ x

                                                            Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                            x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                            yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                            Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                            Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                            x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Efek Doppler

                                                            Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                            membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                            tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                            kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                            hilang)

                                                            Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                            ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                            bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                            ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                            sumber

                                                            Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                            yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                            dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                            frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                            Jadi

                                                            1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                            pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                            2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                            maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                            3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                            VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                            fs

                                                            Hal ini disebabkan

                                                            1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                            2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            1 1

                                                            s p

                                                            Efek Doppler

                                                            Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                            Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                            Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                            sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                            vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                            vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                            Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                            ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                            gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                            cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                            frekuensi

                                                            Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                            bentuk

                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            ps

                                                            s p

                                                            ff

                                                            v v v v

                                                            p

                                                            p ss

                                                            v vf f

                                                            v v

                                                            pp s

                                                            s

                                                            v vf f

                                                            v v

                                                            Efek Doppler

                                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                            VP= Kec pendengar ( ms )

                                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            1 Optika Geometri

                                                            a Hukum Pemantulan Snellius

                                                            Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                            bidang datar

                                                            Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                            b Cermin Datar

                                                            Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                            Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                            n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                            = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                            c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                            Ketentuan

                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                            dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                            d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                            Catatan

                                                            Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                            cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                            sebagai berikut

                                                            e Pembiasan (Refraksi)

                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            i = sudut datang

                                                            r = sudut bias

                                                            n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                            V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                            nud = indeks bias udara = 1

                                                            2 Optika Fisik

                                                            a Sudut Dispersi

                                                            Q = Du - Dm

                                                            Q = sudut disperse

                                                            Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                            b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                            = panjang gelombang cahaya

                                                            d = jarak antar celah

                                                            p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                            L = jarak celah ke layar

                                                            k = 123 hellip dst

                                                            c Celah Tunggal

                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                            = sudut deviasi

                                                            d Difraksi Kisi

                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                            e Selaput Tipis

                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                            n = indeks bias selaput tipis

                                                            d = tebal selaput tipis

                                                            r = sudut bias

                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            f Polarisasi

                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                            vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                            tongkat penggembala

                                                            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                            Hanya dipengaruhi oleh

                                                            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            A Relativitas

                                                            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                            koordinat

                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                            batang

                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                            V = kecepatan pengamat

                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                            U = kecepatan pengamat

                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                            E = m C2

                                                            E = energi yang timbul

                                                            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                            B Teori Kuantum

                                                            E = h f

                                                            E = kuantum energi dalam joule

                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                            fo = frekuensi batas (Hz)

                                                            me= massa elektron (kg)

                                                            Vo = kecepatan elektron

                                                            hf = W + Ek

                                                            hf = energi foton yang datang

                                                            W = energi pelepasan elektron

                                                            Ek = energi kinetik electron

                                                            ATOM BOHR

                                                            1048708 Postulat Bohr

                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                            dipancarkan mempunyai energi

                                                            GELOMBANG DE BROGLIE

                                                            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                            1048708 Panjang gelombang foton

                                                            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                            oleh Davisson amp Germer

                                                            = panjang gelombang de Broglie

                                                            = konstanta Planck

                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            = massa partikel

                                                            = kecepatan partikel

                                                            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                            = momentum foton

                                                            = konstanta Planck

                                                            = kecepatan cahaya (foton)

                                                            = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                            = panjang gelombang foton mula-mula

                                                            = konstanta Planck

                                                            = sudut penyimpangan foton

                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                            kecepatan elektron yang diemisikan

                                                            E = Energi

                                                            h = tetapan Planck

                                                            f = frekwensi

                                                            c = kecepatan cahaya

                                                            v = kecepatan

                                                            a = energi ambang

                                                            m = massa λ = panjang gelombang

                                                            p = momentum

                                                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                            Hypotesa de Broglie

                                                            Hamburan Compton

                                                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Catatan penting

                                                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                            Massa 1e = 9110-31 kg

                                                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                            Energi Nuklir

                                                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                            diperhitungkan

                                                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                            masalah kelangkaan energi

                                                            Fisi Nuklir

                                                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                            yaitu reaksi fisi nuklir

                                                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Energi Nuklir

                                                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Energi Nuklir

                                                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                            Reaktor Nuklir

                                                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                            batang kendali dan perisai beton

                                                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Energi Nuklir

                                                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                            reaktor

                                                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                            diizinkan

                                                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Energi Nuklir

                                                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                            reaktor

                                                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                            air bertekanan

                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Listrik Dinamis

                                                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                            Hukum Ohm

                                                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Listrik Dinamis

                                                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                            pada rangkaian yang

                                                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                            Hambatan Kawat Penghantar

                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Listrik Dinamis

                                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                            ditulis

                                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Listrik Dinamis

                                                            Hukum Kirchoff

                                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                            arus listrik

                                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                            Maka diperoleh persamaan

                                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                            I masuk = I keluar

                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                            Rangkaian Seri

                                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                            VAC = IR1 + IR2

                                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                                            Rangkaian Paralel

                                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                            diperoleh persamaan

                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                            yang lain tetap menyala

                                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                            dirumuskan

                                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                            Rp = R n

                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Listrik Statis

                                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Rangkaian Majemuk

                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                            turun

                                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                            arah arus yang melaluinya

                                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            Usaha dan Energi Listrik

                                                            Usaha Listrik

                                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                            muatan itu

                                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                            positif

                                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                            t

                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                            Kapasitansi

                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                            rumus dapat ditulis

                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                            disederhanakan

                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                            paralel

                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Rangkaian kapasitor

                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                            Rangkaian R

                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                            Rangkaian C

                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                            Rangkaian L

                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                            =+90deg

                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                            menurut hubungan

                                                            di sini T dalam detik

                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                            sama

                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                            resistor R ialah I2R

                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                            henry dan f dalam hertz

                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Medan Magnet

                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                            ini

                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                            1 Induksi Magnetik

                                                            Hukum Biot-Savart

                                                            Yang mana

                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                            5 Gaya Lorentz

                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                            (GGL induksi)

                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                            pp = daya primer (watt)

                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                            untuk trafo ideal

                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                            praktikal

                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                            listriknya

                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                            komponen-komponen lainnya

                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                            berukuran relatif kecil

                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                            • Superposisi gelombang
                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                    • Hukum Ohm
                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                              32Pemuaian

                                                              TEKANAN HIDROSTATIS

                                                              Tekanan hidrostatis ( Ph) adalah tekanan yang dilakukan zat cair pada bidang dasar tempatnya

                                                              Gaya yang bekerja pada dasar sebuah bejana tidak tergantung pada bentuk bejana dan jumlah

                                                              zat cair dalam bejana tetapi tergantung pada luas dasar bejana ( A ) tinggi ( h ) dan

                                                              massa jenis zat cair ( r )

                                                              dalam bejana

                                                              HUKUM PASCAL

                                                              Tekanan yang dilakukan pada zat cair akan diteruskan ke semua arah sama

                                                              P1 = P2

                                                              F1A1 = F2A2

                                                              HUKUM ARCHIMEDES

                                                              Benda di dalam zat cair akan mengalami pengurangan berat sebesar berat zat cair yang dipindahkan

                                                              Tiga keadaan benda di dalam zat cair

                                                              a tenggelam WgtFa THORN rb gt rz

                                                              b melayang W = Fa THORN rb = rz

                                                              c terapung W=Fa THORN rbV=rzV rbltrz

                                                              W = berat benda

                                                              Fa = gaya ke atas = rz V g

                                                              rb = massa jenis benda

                                                              rz = massa jenis fluida

                                                              V = volume benda

                                                              V = volume benda yang berada dalam fluida

                                                              Akibat adanya gaya ke atas ( Fa ) berat benda di dalam zat cair (Wz) akan berkurang menjadi

                                                              Wz = W - Fa

                                                              Wz = berat benda di dalam zat cair

                                                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Ph = r g h

                                                              Pt = Po + Ph

                                                              F = P h A = r g V

                                                              r = massa jenis zat cair

                                                              h = tinggi zat cair dari permukaan

                                                              g = percepatan gravitasi

                                                              Pt = tekanan total

                                                              Po = tekanan udara luar

                                                              33Pemuaian

                                                              TEGANGAN PERMUKAAN

                                                              Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                              zat cair persatuan panjang(l)

                                                              g = F 2l

                                                              KAPILARITAS

                                                              Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                              dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                              y = 2 g cos q r g r

                                                              y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                              g = tegangan permukaan (Nm)

                                                              q = sudut kontak (derajat)

                                                              p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                              g = percepatan gravitas (m det2)

                                                              Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              34Suhu

                                                              Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                              adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                              Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                              es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                              tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              35Pemuaian

                                                              Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                              ΔL=Lo ΔT

                                                              = koefisien muai panjang

                                                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                              Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                              ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                              Pemuaian volume

                                                              ΔV=Vo ΔT

                                                              Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                              = koefisien muai volume

                                                              ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                              PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                              Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                              Keterangan

                                                              = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                              PEMUAIAN GAS

                                                              Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                              Keterangan

                                                              = koef Muai volume gas = 1273

                                                              T = suhu harus dlm Kelvin

                                                              Maka formula dapat dalam bentuk

                                                              Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              36

                                                              ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                              1 terdiri dari molekul-molekul

                                                              2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                              agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                              3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                              molekul gas tersebut

                                                              4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                              5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                              bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                              6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                              tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                              7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                              PROSES ISOTHERMAL

                                                              Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                              DIMANA P adalah tekanan gas

                                                              V adalah volume gas

                                                              PROSES ISOVOLUME

                                                              Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                              temperaturnya dalam Kelvin

                                                              DIMANA P adalah tekanan gas

                                                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                              PROSES ISOBARIS

                                                              Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                              DIMANA V adalah volume gas

                                                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                              HUKUM AVOGADRO

                                                              setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                              sama pula

                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              37

                                                              DIMANA P adalah tekanan gas

                                                              V adalah volume gas

                                                              N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                              T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                              k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              38Hukum Termodinamika

                                                              Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                              keadaan awalnya

                                                              Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                              (1986-1832)

                                                              HUKUM TERMODINAMIKA

                                                              01 cp - cv = R

                                                              cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                              cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                              02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                              a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                              b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                              = konstanta Laplace

                                                              03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                              04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                              05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                              Q = U + W

                                                              Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                              U = perubahan energi dalam

                                                              W = Usaha luar

                                                              PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                              1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                              Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                              ( lihat gambar )

                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              39Hukum Termodinamika

                                                              sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                              Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                              Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                              Pemanasan Pendinginan

                                                              W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                              2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                              Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                              Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                              Pemanasan Pendinginan

                                                              V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                              Q = U2 - U1

                                                              Q = U

                                                              U = m cv ( T2 - T1 )

                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              40Hukum Termodinamika

                                                              3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                              Selama proses suhunya konstan

                                                              ( lihat gambar )

                                                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                              Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                              P1 V2 = P2 V2

                                                              Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                              Pemanasan Pendinginan

                                                              T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                              ln x =2303 log x

                                                              4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                              Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                              ( lihat gambar )

                                                              Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                              oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              41Hukum Termodinamika

                                                              Pengembangan Pemampatan

                                                              Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                              U2 -U1 = - W

                                                              T1V1g-1

                                                              = T2V2g-1

                                                              W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                              - V1g-1

                                                              )

                                                              P1V1g = P2V2g

                                                              06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                              Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                              T = suhu

                                                              η = efisiensi

                                                              P = tekanan

                                                              V = volume

                                                              W = usaha

                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Gerak Gelombang

                                                              Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                              bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                              secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                              dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                              gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                              Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                              dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                              dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                              berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                              Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                              dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                              melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                              (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                              E = h fatau

                                                              E = h cλ

                                                              Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                              Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Efek Doppler

                                                              Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                              maksimum tertentu

                                                              Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                              terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                              Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                              setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                              gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                              gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                              maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                              Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                              adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                              titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                              dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                              y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                              y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                              Keterangan

                                                              a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                              b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                              sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                              dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                              y = y1+ y2

                                                              =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                              Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                              sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                              Menjadi

                                                              y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                              y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                              Rumus interferensi

                                                              y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                              Keterangan

                                                              A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                              k = 2πλ

                                                              ω = 2πT (rads)

                                                              l = panjang tali (m)

                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Efek Doppler

                                                              x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                              λ = panjang gelombang (m)

                                                              t = waktu sesaat (s)

                                                              Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                              Ap = 2 A sin kx

                                                              Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                              gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                              Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                              amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                              tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                              Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                              S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                              =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                              Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                              P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                              =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                              Superposisi gelombang

                                                              Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                              akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                              simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                              sebuah gelombang baru

                                                              Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                              y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                              Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                              Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                              y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                              Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                              Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                              Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                              y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Efek Doppler

                                                              y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                              y = y1 + y2

                                                              = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                              y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                              Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                              y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                              Dengan

                                                              As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                              bebas

                                                              Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                              sebagai berikut

                                                              Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                              x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                              x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                              helliphellip

                                                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                              Ap minimum saat cos〖(2π

                                                              x)( λ)〗=0 sehingga

                                                              x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                              helliphellip

                                                              Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                              Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                              y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                              y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                              Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                              y = y1 + y2

                                                              y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                              Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                              sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Efek Doppler

                                                              Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                              y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                              Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                              As = 2A sin2π(xλ)

                                                              Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                              karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                              Ap=2 A sin 2πλ x

                                                              Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                              x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                              yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                              Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                              Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                              x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Efek Doppler

                                                              Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                              membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                              tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                              kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                              hilang)

                                                              Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                              ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                              bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                              ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                              sumber

                                                              Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                              yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                              dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                              frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                              Jadi

                                                              1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                              pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                              2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                              maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                              3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                              VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                              fs

                                                              Hal ini disebabkan

                                                              1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                              2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              1 1

                                                              s p

                                                              Efek Doppler

                                                              Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                              Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                              Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                              sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                              vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                              vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                              Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                              ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                              gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                              cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                              frekuensi

                                                              Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                              bentuk

                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              ps

                                                              s p

                                                              ff

                                                              v v v v

                                                              p

                                                              p ss

                                                              v vf f

                                                              v v

                                                              pp s

                                                              s

                                                              v vf f

                                                              v v

                                                              Efek Doppler

                                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                              VP= Kec pendengar ( ms )

                                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              1 Optika Geometri

                                                              a Hukum Pemantulan Snellius

                                                              Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                              bidang datar

                                                              Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                              b Cermin Datar

                                                              Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                              Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                              n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                              = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                              c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                              Ketentuan

                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                              dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                              d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                              Catatan

                                                              Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                              cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                              sebagai berikut

                                                              e Pembiasan (Refraksi)

                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              i = sudut datang

                                                              r = sudut bias

                                                              n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                              V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                              nud = indeks bias udara = 1

                                                              2 Optika Fisik

                                                              a Sudut Dispersi

                                                              Q = Du - Dm

                                                              Q = sudut disperse

                                                              Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                              b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                              = panjang gelombang cahaya

                                                              d = jarak antar celah

                                                              p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                              L = jarak celah ke layar

                                                              k = 123 hellip dst

                                                              c Celah Tunggal

                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                              = sudut deviasi

                                                              d Difraksi Kisi

                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                              e Selaput Tipis

                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                              n = indeks bias selaput tipis

                                                              d = tebal selaput tipis

                                                              r = sudut bias

                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              f Polarisasi

                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                              magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                              vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                              ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                              sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                              Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                              Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                              Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                              tongkat penggembala

                                                              Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                              udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                              Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                              Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                              listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                              lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                              dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                              Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                              paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                              perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                              Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                              Hanya dipengaruhi oleh

                                                              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              A Relativitas

                                                              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                              koordinat

                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                              batang

                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                              V = kecepatan pengamat

                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                              U = kecepatan pengamat

                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                              E = m C2

                                                              E = energi yang timbul

                                                              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                              B Teori Kuantum

                                                              E = h f

                                                              E = kuantum energi dalam joule

                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                              fo = frekuensi batas (Hz)

                                                              me= massa elektron (kg)

                                                              Vo = kecepatan elektron

                                                              hf = W + Ek

                                                              hf = energi foton yang datang

                                                              W = energi pelepasan elektron

                                                              Ek = energi kinetik electron

                                                              ATOM BOHR

                                                              1048708 Postulat Bohr

                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                              dipancarkan mempunyai energi

                                                              GELOMBANG DE BROGLIE

                                                              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                              1048708 Panjang gelombang foton

                                                              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                              oleh Davisson amp Germer

                                                              = panjang gelombang de Broglie

                                                              = konstanta Planck

                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              = massa partikel

                                                              = kecepatan partikel

                                                              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                              = momentum foton

                                                              = konstanta Planck

                                                              = kecepatan cahaya (foton)

                                                              = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                              = panjang gelombang foton mula-mula

                                                              = konstanta Planck

                                                              = sudut penyimpangan foton

                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                              kecepatan elektron yang diemisikan

                                                              E = Energi

                                                              h = tetapan Planck

                                                              f = frekwensi

                                                              c = kecepatan cahaya

                                                              v = kecepatan

                                                              a = energi ambang

                                                              m = massa λ = panjang gelombang

                                                              p = momentum

                                                              p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                              Hypotesa de Broglie

                                                              Hamburan Compton

                                                              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Catatan penting

                                                              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                              Massa 1e = 9110-31 kg

                                                              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                              Energi Nuklir

                                                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                              diperhitungkan

                                                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                              masalah kelangkaan energi

                                                              Fisi Nuklir

                                                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                              yaitu reaksi fisi nuklir

                                                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Energi Nuklir

                                                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Energi Nuklir

                                                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                              Reaktor Nuklir

                                                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                              batang kendali dan perisai beton

                                                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Energi Nuklir

                                                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                              reaktor

                                                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                              diizinkan

                                                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Energi Nuklir

                                                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                              reaktor

                                                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                              air bertekanan

                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Listrik Dinamis

                                                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                              Hukum Ohm

                                                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Listrik Dinamis

                                                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                              pada rangkaian yang

                                                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                              Hambatan Kawat Penghantar

                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Listrik Dinamis

                                                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                              ditulis

                                                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Listrik Dinamis

                                                              Hukum Kirchoff

                                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                              arus listrik

                                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                              Maka diperoleh persamaan

                                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                              I masuk = I keluar

                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                              Rangkaian Seri

                                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                              VAC = IR1 + IR2

                                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                                              Rangkaian Paralel

                                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                              diperoleh persamaan

                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                              yang lain tetap menyala

                                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                              dirumuskan

                                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                              Rp = R n

                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Listrik Statis

                                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Rangkaian Majemuk

                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                              turun

                                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                              arah arus yang melaluinya

                                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              Usaha dan Energi Listrik

                                                              Usaha Listrik

                                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                              muatan itu

                                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                              positif

                                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                              t

                                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                              Kapasitansi

                                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                              rumus dapat ditulis

                                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                              disederhanakan

                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                              paralel

                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Rangkaian kapasitor

                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                              Rangkaian R

                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                              Rangkaian C

                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                              Rangkaian L

                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                              =+90deg

                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                              menurut hubungan

                                                              di sini T dalam detik

                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                              sama

                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                              resistor R ialah I2R

                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                              henry dan f dalam hertz

                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Medan Magnet

                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                              ini

                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                              1 Induksi Magnetik

                                                              Hukum Biot-Savart

                                                              Yang mana

                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                              5 Gaya Lorentz

                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                              (GGL induksi)

                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                              pp = daya primer (watt)

                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                              untuk trafo ideal

                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                              praktikal

                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                              listriknya

                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                              komponen-komponen lainnya

                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                              berukuran relatif kecil

                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                              • Superposisi gelombang
                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                      • Hukum Ohm
                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                33Pemuaian

                                                                TEGANGAN PERMUKAAN

                                                                Tegangan permukaan ( g) adalah besar gaya ( F ) yang dialami pada permukaan

                                                                zat cair persatuan panjang(l)

                                                                g = F 2l

                                                                KAPILARITAS

                                                                Kapilaritas ialah gejala naik atau turunnya zat cair ( y ) dalam tabung kapiler yang

                                                                dimasukkan sebagian ke dalam zat cair karena pengarah adhesi dan kohesi

                                                                y = 2 g cos q r g r

                                                                y = kenaikanpenurunan zat cair pada pipa (m)

                                                                g = tegangan permukaan (Nm)

                                                                q = sudut kontak (derajat)

                                                                p = massa jenis zat cair (kg m3)

                                                                g = percepatan gravitas (m det2)

                                                                Fluida Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                34Suhu

                                                                Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                                adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                                Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                                es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                                tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                35Pemuaian

                                                                Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                                ΔL=Lo ΔT

                                                                = koefisien muai panjang

                                                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                                ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                Pemuaian volume

                                                                ΔV=Vo ΔT

                                                                Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                                = koefisien muai volume

                                                                ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                                Keterangan

                                                                = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                                PEMUAIAN GAS

                                                                Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                                Keterangan

                                                                = koef Muai volume gas = 1273

                                                                T = suhu harus dlm Kelvin

                                                                Maka formula dapat dalam bentuk

                                                                Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                36

                                                                ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                                1 terdiri dari molekul-molekul

                                                                2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                                agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                                3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                                molekul gas tersebut

                                                                4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                                5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                                bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                                6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                                tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                                7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                                PROSES ISOTHERMAL

                                                                Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                V adalah volume gas

                                                                PROSES ISOVOLUME

                                                                Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                                temperaturnya dalam Kelvin

                                                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                PROSES ISOBARIS

                                                                Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                                DIMANA V adalah volume gas

                                                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                HUKUM AVOGADRO

                                                                setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                                sama pula

                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                37

                                                                DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                V adalah volume gas

                                                                N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                                T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                38Hukum Termodinamika

                                                                Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                                keadaan awalnya

                                                                Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                                (1986-1832)

                                                                HUKUM TERMODINAMIKA

                                                                01 cp - cv = R

                                                                cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                                cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                                02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                                a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                                b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                                = konstanta Laplace

                                                                03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                                04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                                05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                                Q = U + W

                                                                Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                                U = perubahan energi dalam

                                                                W = Usaha luar

                                                                PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                                1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                                Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                                ( lihat gambar )

                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                39Hukum Termodinamika

                                                                sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                Pemanasan Pendinginan

                                                                W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                Pemanasan Pendinginan

                                                                V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                Q = U2 - U1

                                                                Q = U

                                                                U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                40Hukum Termodinamika

                                                                3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                Selama proses suhunya konstan

                                                                ( lihat gambar )

                                                                Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                P1 V2 = P2 V2

                                                                Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                Pemanasan Pendinginan

                                                                T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                ln x =2303 log x

                                                                4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                ( lihat gambar )

                                                                Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                41Hukum Termodinamika

                                                                Pengembangan Pemampatan

                                                                Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                U2 -U1 = - W

                                                                T1V1g-1

                                                                = T2V2g-1

                                                                W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                - V1g-1

                                                                )

                                                                P1V1g = P2V2g

                                                                06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                T = suhu

                                                                η = efisiensi

                                                                P = tekanan

                                                                V = volume

                                                                W = usaha

                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Gerak Gelombang

                                                                Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                E = h fatau

                                                                E = h cλ

                                                                Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Efek Doppler

                                                                Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                maksimum tertentu

                                                                Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                Keterangan

                                                                a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                y = y1+ y2

                                                                =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                Menjadi

                                                                y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                Rumus interferensi

                                                                y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                Keterangan

                                                                A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                k = 2πλ

                                                                ω = 2πT (rads)

                                                                l = panjang tali (m)

                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Efek Doppler

                                                                x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                λ = panjang gelombang (m)

                                                                t = waktu sesaat (s)

                                                                Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                Ap = 2 A sin kx

                                                                Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                Superposisi gelombang

                                                                Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                sebuah gelombang baru

                                                                Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Efek Doppler

                                                                y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                y = y1 + y2

                                                                = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                Dengan

                                                                As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                bebas

                                                                Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                sebagai berikut

                                                                Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                helliphellip

                                                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                helliphellip

                                                                Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                y = y1 + y2

                                                                y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Efek Doppler

                                                                Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                As = 2A sin2π(xλ)

                                                                Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Efek Doppler

                                                                Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                hilang)

                                                                Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                sumber

                                                                Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                Jadi

                                                                1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                fs

                                                                Hal ini disebabkan

                                                                1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                1 1

                                                                s p

                                                                Efek Doppler

                                                                Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                frekuensi

                                                                Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                bentuk

                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                ps

                                                                s p

                                                                ff

                                                                v v v v

                                                                p

                                                                p ss

                                                                v vf f

                                                                v v

                                                                pp s

                                                                s

                                                                v vf f

                                                                v v

                                                                Efek Doppler

                                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                1 Optika Geometri

                                                                a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                bidang datar

                                                                Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                b Cermin Datar

                                                                Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                Ketentuan

                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                Catatan

                                                                Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                sebagai berikut

                                                                e Pembiasan (Refraksi)

                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                i = sudut datang

                                                                r = sudut bias

                                                                n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                nud = indeks bias udara = 1

                                                                2 Optika Fisik

                                                                a Sudut Dispersi

                                                                Q = Du - Dm

                                                                Q = sudut disperse

                                                                Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                = panjang gelombang cahaya

                                                                d = jarak antar celah

                                                                p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                L = jarak celah ke layar

                                                                k = 123 hellip dst

                                                                c Celah Tunggal

                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                = sudut deviasi

                                                                d Difraksi Kisi

                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                e Selaput Tipis

                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                n = indeks bias selaput tipis

                                                                d = tebal selaput tipis

                                                                r = sudut bias

                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                f Polarisasi

                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                tongkat penggembala

                                                                Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                Hanya dipengaruhi oleh

                                                                1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                A Relativitas

                                                                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                koordinat

                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                batang

                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                V = kecepatan pengamat

                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                U = kecepatan pengamat

                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                E = m C2

                                                                E = energi yang timbul

                                                                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                B Teori Kuantum

                                                                E = h f

                                                                E = kuantum energi dalam joule

                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                me= massa elektron (kg)

                                                                Vo = kecepatan elektron

                                                                hf = W + Ek

                                                                hf = energi foton yang datang

                                                                W = energi pelepasan elektron

                                                                Ek = energi kinetik electron

                                                                ATOM BOHR

                                                                1048708 Postulat Bohr

                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                dipancarkan mempunyai energi

                                                                GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                1048708 Panjang gelombang foton

                                                                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                oleh Davisson amp Germer

                                                                = panjang gelombang de Broglie

                                                                = konstanta Planck

                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                = massa partikel

                                                                = kecepatan partikel

                                                                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                = momentum foton

                                                                = konstanta Planck

                                                                = kecepatan cahaya (foton)

                                                                = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                = konstanta Planck

                                                                = sudut penyimpangan foton

                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                E = Energi

                                                                h = tetapan Planck

                                                                f = frekwensi

                                                                c = kecepatan cahaya

                                                                v = kecepatan

                                                                a = energi ambang

                                                                m = massa λ = panjang gelombang

                                                                p = momentum

                                                                p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                Hypotesa de Broglie

                                                                Hamburan Compton

                                                                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Catatan penting

                                                                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                Energi Nuklir

                                                                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                diperhitungkan

                                                                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                masalah kelangkaan energi

                                                                Fisi Nuklir

                                                                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Energi Nuklir

                                                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Energi Nuklir

                                                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                Reaktor Nuklir

                                                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                batang kendali dan perisai beton

                                                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Energi Nuklir

                                                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                reaktor

                                                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                diizinkan

                                                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Energi Nuklir

                                                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                reaktor

                                                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                air bertekanan

                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Listrik Dinamis

                                                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                Hukum Ohm

                                                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Listrik Dinamis

                                                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                pada rangkaian yang

                                                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                Hambatan Kawat Penghantar

                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Listrik Dinamis

                                                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                ditulis

                                                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Listrik Dinamis

                                                                Hukum Kirchoff

                                                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                arus listrik

                                                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                Maka diperoleh persamaan

                                                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                I masuk = I keluar

                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                Rangkaian Seri

                                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                VAC = IR1 + IR2

                                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                Rangkaian Paralel

                                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                diperoleh persamaan

                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                yang lain tetap menyala

                                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                dirumuskan

                                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                Rp = R n

                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Listrik Statis

                                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Rangkaian Majemuk

                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                turun

                                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                arah arus yang melaluinya

                                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                                Usaha Listrik

                                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                muatan itu

                                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                positif

                                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                t

                                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                Kapasitansi

                                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                rumus dapat ditulis

                                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                disederhanakan

                                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                paralel

                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                Rangkaian R

                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                Rangkaian C

                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                Rangkaian L

                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                =+90deg

                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                menurut hubungan

                                                                di sini T dalam detik

                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                sama

                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                resistor R ialah I2R

                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Medan Magnet

                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                ini

                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                Yang mana

                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                (GGL induksi)

                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                untuk trafo ideal

                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                praktikal

                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                listriknya

                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                berukuran relatif kecil

                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                • Superposisi gelombang
                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                        • Hukum Ohm
                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                  34Suhu

                                                                  Suhu didefinisikan sebagai derajat panas dinginnya suatu benda Alat untuk mengukur suhu

                                                                  adalah termometer termometer ini memiliki sifat termometrik zat yang berubah jika dipanaskan

                                                                  Prinsip semua termometer mempunyai acuan yang sama dalam menetapkan skala yaitu titik lebur

                                                                  es murni dipakai sebagai titik tetap bawah sedangkan suhu uap air yang sedang mendidih pada

                                                                  tekanan 1 atm sebagai titik tetap atas

                                                                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  35Pemuaian

                                                                  Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                                  ΔL=Lo ΔT

                                                                  = koefisien muai panjang

                                                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                  Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                                  ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                  Pemuaian volume

                                                                  ΔV=Vo ΔT

                                                                  Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                                  = koefisien muai volume

                                                                  ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                  PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                                  Keterangan

                                                                  = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                                  PEMUAIAN GAS

                                                                  Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                                  Keterangan

                                                                  = koef Muai volume gas = 1273

                                                                  T = suhu harus dlm Kelvin

                                                                  Maka formula dapat dalam bentuk

                                                                  Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  36

                                                                  ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                                  1 terdiri dari molekul-molekul

                                                                  2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                                  agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                                  3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                                  molekul gas tersebut

                                                                  4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                                  5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                                  bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                                  6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                                  tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                                  7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                                  PROSES ISOTHERMAL

                                                                  Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                  V adalah volume gas

                                                                  PROSES ISOVOLUME

                                                                  Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                                  temperaturnya dalam Kelvin

                                                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                  PROSES ISOBARIS

                                                                  Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                                  DIMANA V adalah volume gas

                                                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                  HUKUM AVOGADRO

                                                                  setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                                  sama pula

                                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  37

                                                                  DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                  V adalah volume gas

                                                                  N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                                  T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                  k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  38Hukum Termodinamika

                                                                  Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                                  keadaan awalnya

                                                                  Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                                  (1986-1832)

                                                                  HUKUM TERMODINAMIKA

                                                                  01 cp - cv = R

                                                                  cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                                  cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                                  02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                                  a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                                  b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                                  = konstanta Laplace

                                                                  03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                                  04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                                  05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                                  Q = U + W

                                                                  Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                                  U = perubahan energi dalam

                                                                  W = Usaha luar

                                                                  PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                                  1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                                  Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                                  ( lihat gambar )

                                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  39Hukum Termodinamika

                                                                  sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                  Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                  Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                  Pemanasan Pendinginan

                                                                  W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                  2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                  Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                  Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                  Pemanasan Pendinginan

                                                                  V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                  Q = U2 - U1

                                                                  Q = U

                                                                  U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  40Hukum Termodinamika

                                                                  3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                  Selama proses suhunya konstan

                                                                  ( lihat gambar )

                                                                  Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                  Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                  P1 V2 = P2 V2

                                                                  Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                  Pemanasan Pendinginan

                                                                  T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                  ln x =2303 log x

                                                                  4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                  Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                  ( lihat gambar )

                                                                  Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                  oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                  Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  41Hukum Termodinamika

                                                                  Pengembangan Pemampatan

                                                                  Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                  U2 -U1 = - W

                                                                  T1V1g-1

                                                                  = T2V2g-1

                                                                  W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                  - V1g-1

                                                                  )

                                                                  P1V1g = P2V2g

                                                                  06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                  Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                  T = suhu

                                                                  η = efisiensi

                                                                  P = tekanan

                                                                  V = volume

                                                                  W = usaha

                                                                  Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Gerak Gelombang

                                                                  Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                  bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                  secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                  dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                  gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                  Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                  dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                  dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                  berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                  Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                  dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                  melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                  (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                  E = h fatau

                                                                  E = h cλ

                                                                  Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                  Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Efek Doppler

                                                                  Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                  maksimum tertentu

                                                                  Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                  terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                  Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                  setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                  gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                  gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                  maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                  Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                  adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                  titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                  dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                  y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                  y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                  Keterangan

                                                                  a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                  b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                  sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                  dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                  y = y1+ y2

                                                                  =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                  Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                  sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                  Menjadi

                                                                  y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                  y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                  Rumus interferensi

                                                                  y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                  Keterangan

                                                                  A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                  k = 2πλ

                                                                  ω = 2πT (rads)

                                                                  l = panjang tali (m)

                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Efek Doppler

                                                                  x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                  λ = panjang gelombang (m)

                                                                  t = waktu sesaat (s)

                                                                  Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                  Ap = 2 A sin kx

                                                                  Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                  gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                  Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                  amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                  tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                  Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                  S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                  =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                  Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                  P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                  =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                  Superposisi gelombang

                                                                  Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                  akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                  simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                  sebuah gelombang baru

                                                                  Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                  y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                  Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                  Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                  y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                  Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                  Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                  Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                  y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Efek Doppler

                                                                  y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                  y = y1 + y2

                                                                  = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                  y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                  Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                  y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                  Dengan

                                                                  As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                  bebas

                                                                  Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                  sebagai berikut

                                                                  Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                  x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                  x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                  helliphellip

                                                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                  Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                  x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                  x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                  helliphellip

                                                                  Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                  Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                  y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                  y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                  Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                  y = y1 + y2

                                                                  y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                  Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                  sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Efek Doppler

                                                                  Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                  y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                  Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                  As = 2A sin2π(xλ)

                                                                  Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                  karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                  Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                  Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                  x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                  yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                  Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                  Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                  x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Efek Doppler

                                                                  Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                  membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                  tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                  kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                  hilang)

                                                                  Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                  ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                  bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                  ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                  sumber

                                                                  Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                  yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                  dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                  frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                  Jadi

                                                                  1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                  pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                  2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                  maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                  3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                  VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                  fs

                                                                  Hal ini disebabkan

                                                                  1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                  2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  1 1

                                                                  s p

                                                                  Efek Doppler

                                                                  Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                  Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                  Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                  sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                  vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                  vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                  Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                  ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                  gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                  cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                  frekuensi

                                                                  Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                  bentuk

                                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  ps

                                                                  s p

                                                                  ff

                                                                  v v v v

                                                                  p

                                                                  p ss

                                                                  v vf f

                                                                  v v

                                                                  pp s

                                                                  s

                                                                  v vf f

                                                                  v v

                                                                  Efek Doppler

                                                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                  VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  1 Optika Geometri

                                                                  a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                  Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                  bidang datar

                                                                  Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                  b Cermin Datar

                                                                  Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                  Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                  n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                  = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                  c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                  Ketentuan

                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                  dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                  d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                  Catatan

                                                                  Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                  cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                  sebagai berikut

                                                                  e Pembiasan (Refraksi)

                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  i = sudut datang

                                                                  r = sudut bias

                                                                  n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                  V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                  nud = indeks bias udara = 1

                                                                  2 Optika Fisik

                                                                  a Sudut Dispersi

                                                                  Q = Du - Dm

                                                                  Q = sudut disperse

                                                                  Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                  b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                  = panjang gelombang cahaya

                                                                  d = jarak antar celah

                                                                  p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                  L = jarak celah ke layar

                                                                  k = 123 hellip dst

                                                                  c Celah Tunggal

                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                  = sudut deviasi

                                                                  d Difraksi Kisi

                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                  e Selaput Tipis

                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                  n = indeks bias selaput tipis

                                                                  d = tebal selaput tipis

                                                                  r = sudut bias

                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  f Polarisasi

                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                  magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                  vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                  ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                  sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                  Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                  Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                  Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                  tongkat penggembala

                                                                  Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                  udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                  Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                  Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                  listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                  lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                  dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                  Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                  paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                  perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                  Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                  CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                  Hanya dipengaruhi oleh

                                                                  1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                  Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                  2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                  Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                  Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                  Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                  Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  A Relativitas

                                                                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                  koordinat

                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                  batang

                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                  V = kecepatan pengamat

                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                  U = kecepatan pengamat

                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                  E = m C2

                                                                  E = energi yang timbul

                                                                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                  B Teori Kuantum

                                                                  E = h f

                                                                  E = kuantum energi dalam joule

                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                  fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                  me= massa elektron (kg)

                                                                  Vo = kecepatan elektron

                                                                  hf = W + Ek

                                                                  hf = energi foton yang datang

                                                                  W = energi pelepasan elektron

                                                                  Ek = energi kinetik electron

                                                                  ATOM BOHR

                                                                  1048708 Postulat Bohr

                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                  dipancarkan mempunyai energi

                                                                  GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                  1048708 Panjang gelombang foton

                                                                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                  oleh Davisson amp Germer

                                                                  = panjang gelombang de Broglie

                                                                  = konstanta Planck

                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  = massa partikel

                                                                  = kecepatan partikel

                                                                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                  = momentum foton

                                                                  = konstanta Planck

                                                                  = kecepatan cahaya (foton)

                                                                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                  = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                  = konstanta Planck

                                                                  = sudut penyimpangan foton

                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                  kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                  E = Energi

                                                                  h = tetapan Planck

                                                                  f = frekwensi

                                                                  c = kecepatan cahaya

                                                                  v = kecepatan

                                                                  a = energi ambang

                                                                  m = massa λ = panjang gelombang

                                                                  p = momentum

                                                                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                  Hypotesa de Broglie

                                                                  Hamburan Compton

                                                                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Catatan penting

                                                                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                  Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                  Energi Nuklir

                                                                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                  diperhitungkan

                                                                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                  masalah kelangkaan energi

                                                                  Fisi Nuklir

                                                                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                  yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Energi Nuklir

                                                                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Energi Nuklir

                                                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                  Reaktor Nuklir

                                                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                  batang kendali dan perisai beton

                                                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Energi Nuklir

                                                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                  reaktor

                                                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                  diizinkan

                                                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Energi Nuklir

                                                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                  reaktor

                                                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                  air bertekanan

                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Listrik Dinamis

                                                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                  Hukum Ohm

                                                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Listrik Dinamis

                                                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                  pada rangkaian yang

                                                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Listrik Dinamis

                                                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                  ditulis

                                                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Listrik Dinamis

                                                                  Hukum Kirchoff

                                                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                  arus listrik

                                                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                  Maka diperoleh persamaan

                                                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                  I masuk = I keluar

                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                  Rangkaian Seri

                                                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                  VAC = IR1 + IR2

                                                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                  Rangkaian Paralel

                                                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                  diperoleh persamaan

                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                  yang lain tetap menyala

                                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                  dirumuskan

                                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                  Rp = R n

                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Listrik Statis

                                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Rangkaian Majemuk

                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                  turun

                                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                  arah arus yang melaluinya

                                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                                  Usaha Listrik

                                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                  muatan itu

                                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                  positif

                                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                  t

                                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                  Kapasitansi

                                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                  rumus dapat ditulis

                                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                  disederhanakan

                                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                  paralel

                                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Rangkaian kapasitor

                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                  Rangkaian R

                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                  Rangkaian C

                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                  Rangkaian L

                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                  =+90deg

                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                  menurut hubungan

                                                                  di sini T dalam detik

                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                  sama

                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Medan Magnet

                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                  ini

                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                  Yang mana

                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                  (GGL induksi)

                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                  untuk trafo ideal

                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                  praktikal

                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                  listriknya

                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                          • Hukum Ohm
                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                    35Pemuaian

                                                                    Pemuaian panjang Lo= panjang benda mula-mula (cm)

                                                                    ΔL=Lo ΔT

                                                                    = koefisien muai panjang

                                                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                    Pemuaian luas Ao= luas benda mula-mula (cm2)

                                                                    ΔA=Ao ΔT= koefisien muai luas

                                                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                    Pemuaian volume

                                                                    ΔV=Vo ΔT

                                                                    Vo= volume benda mula-mula (cm3)

                                                                    = koefisien muai volume

                                                                    ΔT= T-T0 kenaikan suhu (oC atau oK)

                                                                    PEMUAIAN ZAT CAIR

                                                                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                                    Keterangan

                                                                    = koef Muai volume zat cair (diket Dari data muai volume zat cair)

                                                                    PEMUAIAN GAS

                                                                    Vt = VO ( 1 + Δ t )

                                                                    Keterangan

                                                                    = koef Muai volume gas = 1273

                                                                    T = suhu harus dlm Kelvin

                                                                    Maka formula dapat dalam bentuk

                                                                    Suhu amp Pemuaian Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    36

                                                                    ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                                    1 terdiri dari molekul-molekul

                                                                    2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                                    agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                                    3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                                    molekul gas tersebut

                                                                    4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                                    5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                                    bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                                    6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                                    tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                                    7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                                    PROSES ISOTHERMAL

                                                                    Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                    V adalah volume gas

                                                                    PROSES ISOVOLUME

                                                                    Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                                    temperaturnya dalam Kelvin

                                                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                    PROSES ISOBARIS

                                                                    Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                                    DIMANA V adalah volume gas

                                                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                    HUKUM AVOGADRO

                                                                    setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                                    sama pula

                                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    37

                                                                    DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                    V adalah volume gas

                                                                    N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                                    T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                    k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    38Hukum Termodinamika

                                                                    Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                                    keadaan awalnya

                                                                    Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                                    (1986-1832)

                                                                    HUKUM TERMODINAMIKA

                                                                    01 cp - cv = R

                                                                    cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                                    cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                                    02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                                    a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                                    b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                                    = konstanta Laplace

                                                                    03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                                    04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                                    05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                                    Q = U + W

                                                                    Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                                    U = perubahan energi dalam

                                                                    W = Usaha luar

                                                                    PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                                    1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                                    Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                                    ( lihat gambar )

                                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    39Hukum Termodinamika

                                                                    sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                    Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                    Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                    Pemanasan Pendinginan

                                                                    W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                    2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                    Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                    Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                    Pemanasan Pendinginan

                                                                    V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                    Q = U2 - U1

                                                                    Q = U

                                                                    U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    40Hukum Termodinamika

                                                                    3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                    Selama proses suhunya konstan

                                                                    ( lihat gambar )

                                                                    Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                    Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                    P1 V2 = P2 V2

                                                                    Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                    Pemanasan Pendinginan

                                                                    T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                    ln x =2303 log x

                                                                    4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                    Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                    ( lihat gambar )

                                                                    Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                    oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                    Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    41Hukum Termodinamika

                                                                    Pengembangan Pemampatan

                                                                    Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                    U2 -U1 = - W

                                                                    T1V1g-1

                                                                    = T2V2g-1

                                                                    W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                    - V1g-1

                                                                    )

                                                                    P1V1g = P2V2g

                                                                    06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                    Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                    T = suhu

                                                                    η = efisiensi

                                                                    P = tekanan

                                                                    V = volume

                                                                    W = usaha

                                                                    Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Gerak Gelombang

                                                                    Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                    bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                    secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                    dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                    gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                    Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                    dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                    dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                    berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                    Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                    dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                    melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                    (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                    E = h fatau

                                                                    E = h cλ

                                                                    Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                    Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Efek Doppler

                                                                    Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                    maksimum tertentu

                                                                    Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                    terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                    Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                    setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                    gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                    gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                    maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                    Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                    adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                    titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                    dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                    y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                    y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                    Keterangan

                                                                    a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                    b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                    sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                    dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                    y = y1+ y2

                                                                    =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                    Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                    sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                    Menjadi

                                                                    y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                    y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                    Rumus interferensi

                                                                    y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                    Keterangan

                                                                    A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                    k = 2πλ

                                                                    ω = 2πT (rads)

                                                                    l = panjang tali (m)

                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Efek Doppler

                                                                    x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                    λ = panjang gelombang (m)

                                                                    t = waktu sesaat (s)

                                                                    Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                    Ap = 2 A sin kx

                                                                    Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                    gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                    Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                    amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                    tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                    Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                    S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                    =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                    Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                    P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                    =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                    Superposisi gelombang

                                                                    Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                    akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                    simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                    sebuah gelombang baru

                                                                    Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                    y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                    Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                    Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                    y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                    Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                    Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                    Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                    y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Efek Doppler

                                                                    y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                    y = y1 + y2

                                                                    = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                    y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                    Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                    y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                    Dengan

                                                                    As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                    bebas

                                                                    Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                    sebagai berikut

                                                                    Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                    x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                    x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                    helliphellip

                                                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                    Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                    x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                    x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                    helliphellip

                                                                    Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                    Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                    y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                    y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                    Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                    y = y1 + y2

                                                                    y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                    Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                    sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Efek Doppler

                                                                    Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                    y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                    Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                    As = 2A sin2π(xλ)

                                                                    Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                    karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                    Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                    Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                    x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                    yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                    Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                    Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                    x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Efek Doppler

                                                                    Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                    membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                    tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                    kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                    hilang)

                                                                    Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                    ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                    bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                    ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                    sumber

                                                                    Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                    yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                    dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                    frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                    Jadi

                                                                    1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                    pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                    2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                    maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                    3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                    VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                    fs

                                                                    Hal ini disebabkan

                                                                    1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                    2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    1 1

                                                                    s p

                                                                    Efek Doppler

                                                                    Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                    Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                    Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                    sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                    Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                    ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                    gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                    cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                    frekuensi

                                                                    Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                    bentuk

                                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    ps

                                                                    s p

                                                                    ff

                                                                    v v v v

                                                                    p

                                                                    p ss

                                                                    v vf f

                                                                    v v

                                                                    pp s

                                                                    s

                                                                    v vf f

                                                                    v v

                                                                    Efek Doppler

                                                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                    VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    1 Optika Geometri

                                                                    a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                    Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                    bidang datar

                                                                    Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                    b Cermin Datar

                                                                    Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                    Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                    n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                    = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                    c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                    Ketentuan

                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                    Catatan

                                                                    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                    sebagai berikut

                                                                    e Pembiasan (Refraksi)

                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    i = sudut datang

                                                                    r = sudut bias

                                                                    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                    nud = indeks bias udara = 1

                                                                    2 Optika Fisik

                                                                    a Sudut Dispersi

                                                                    Q = Du - Dm

                                                                    Q = sudut disperse

                                                                    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                    b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                    = panjang gelombang cahaya

                                                                    d = jarak antar celah

                                                                    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                    L = jarak celah ke layar

                                                                    k = 123 hellip dst

                                                                    c Celah Tunggal

                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                    = sudut deviasi

                                                                    d Difraksi Kisi

                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                    e Selaput Tipis

                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                    n = indeks bias selaput tipis

                                                                    d = tebal selaput tipis

                                                                    r = sudut bias

                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    f Polarisasi

                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                    vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                    tongkat penggembala

                                                                    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                    Hanya dipengaruhi oleh

                                                                    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    A Relativitas

                                                                    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                    koordinat

                                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                    batang

                                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                    V = kecepatan pengamat

                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                    U = kecepatan pengamat

                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                    E = m C2

                                                                    E = energi yang timbul

                                                                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                    B Teori Kuantum

                                                                    E = h f

                                                                    E = kuantum energi dalam joule

                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                    fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                    me= massa elektron (kg)

                                                                    Vo = kecepatan elektron

                                                                    hf = W + Ek

                                                                    hf = energi foton yang datang

                                                                    W = energi pelepasan elektron

                                                                    Ek = energi kinetik electron

                                                                    ATOM BOHR

                                                                    1048708 Postulat Bohr

                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                    dipancarkan mempunyai energi

                                                                    GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                    1048708 Panjang gelombang foton

                                                                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                    oleh Davisson amp Germer

                                                                    = panjang gelombang de Broglie

                                                                    = konstanta Planck

                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    = massa partikel

                                                                    = kecepatan partikel

                                                                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                    = momentum foton

                                                                    = konstanta Planck

                                                                    = kecepatan cahaya (foton)

                                                                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                    = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                    = konstanta Planck

                                                                    = sudut penyimpangan foton

                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                    kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                    E = Energi

                                                                    h = tetapan Planck

                                                                    f = frekwensi

                                                                    c = kecepatan cahaya

                                                                    v = kecepatan

                                                                    a = energi ambang

                                                                    m = massa λ = panjang gelombang

                                                                    p = momentum

                                                                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                    Hypotesa de Broglie

                                                                    Hamburan Compton

                                                                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Catatan penting

                                                                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                    Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                    Energi Nuklir

                                                                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                    diperhitungkan

                                                                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                    masalah kelangkaan energi

                                                                    Fisi Nuklir

                                                                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                    yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Energi Nuklir

                                                                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Energi Nuklir

                                                                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                    Reaktor Nuklir

                                                                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                    batang kendali dan perisai beton

                                                                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Energi Nuklir

                                                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                    reaktor

                                                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                    diizinkan

                                                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Energi Nuklir

                                                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                    reaktor

                                                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                    air bertekanan

                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Listrik Dinamis

                                                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                    Hukum Ohm

                                                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Listrik Dinamis

                                                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                    pada rangkaian yang

                                                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Listrik Dinamis

                                                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                    ditulis

                                                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Listrik Dinamis

                                                                    Hukum Kirchoff

                                                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                    arus listrik

                                                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                    Maka diperoleh persamaan

                                                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                    I masuk = I keluar

                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                    Rangkaian Seri

                                                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                    VAC = IR1 + IR2

                                                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                    Rangkaian Paralel

                                                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                    diperoleh persamaan

                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                    yang lain tetap menyala

                                                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                    dirumuskan

                                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                    Rp = R n

                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Listrik Statis

                                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Rangkaian Majemuk

                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                    turun

                                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                    arah arus yang melaluinya

                                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                                    Usaha Listrik

                                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                    muatan itu

                                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                    positif

                                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                    t

                                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                    Kapasitansi

                                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                    rumus dapat ditulis

                                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                    disederhanakan

                                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                    paralel

                                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Rangkaian kapasitor

                                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                    Rangkaian R

                                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                    Rangkaian C

                                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                                    Rangkaian L

                                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                    =+90deg

                                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                    menurut hubungan

                                                                    di sini T dalam detik

                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                    sama

                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Medan Magnet

                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                    ini

                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                    Yang mana

                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                    (GGL induksi)

                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                    untuk trafo ideal

                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                    praktikal

                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                    listriknya

                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                            • Hukum Ohm
                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                      36

                                                                      ASUMSI TENTANG GAS IDEAL

                                                                      1 terdiri dari molekul-molekul

                                                                      2 didalam wadah yang ditempati oleh gas terdapat molekul gas yang sangat banyak

                                                                      agar teori statik dapat diterapkan pada molekul gas tersebut

                                                                      3 jarak antara satu gas dengan gas yang lain sangat besar dibandingkan ukuran

                                                                      molekul gas tersebut

                                                                      4 molekul dapat bergerak bebas secara acak

                                                                      5 tidak ada gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul kecuali konstan

                                                                      bertumbukan dan efek gravitasi diabaikan

                                                                      6 setelah bertumbukan molekul tetap bergerak lurusdengan laju konstan atau

                                                                      tumbukannya dianggap lenting sempurna

                                                                      7 berlaku hukum newton tentang gerak

                                                                      PROSES ISOTHERMAL

                                                                      Proses perubahan keadaan gas yang berlangsung pada suhu konstan

                                                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                      V adalah volume gas

                                                                      PROSES ISOVOLUME

                                                                      Tekanan dari sejumlah tetap gas pada volum yang tetap berbanding lurus dengan

                                                                      temperaturnya dalam Kelvin

                                                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                      PROSES ISOBARIS

                                                                      Proses keadaan gas yang berlangsung pada tekanan konstan

                                                                      DIMANA V adalah volume gas

                                                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                      HUKUM AVOGADRO

                                                                      setiap 1 mol semua jenis gas pada tekanan dan suhu yang sama memiliki volume yang

                                                                      sama pula

                                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      37

                                                                      DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                      V adalah volume gas

                                                                      N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                                      T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                      k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      38Hukum Termodinamika

                                                                      Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                                      keadaan awalnya

                                                                      Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                                      (1986-1832)

                                                                      HUKUM TERMODINAMIKA

                                                                      01 cp - cv = R

                                                                      cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                                      cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                                      02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                                      a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                                      b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                                      = konstanta Laplace

                                                                      03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                                      04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                                      05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                                      Q = U + W

                                                                      Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                                      U = perubahan energi dalam

                                                                      W = Usaha luar

                                                                      PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                                      1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                                      Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                                      ( lihat gambar )

                                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      39Hukum Termodinamika

                                                                      sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                      Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                      Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                      Pemanasan Pendinginan

                                                                      W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                      2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                      Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                      Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                      Pemanasan Pendinginan

                                                                      V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                      Q = U2 - U1

                                                                      Q = U

                                                                      U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      40Hukum Termodinamika

                                                                      3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                      Selama proses suhunya konstan

                                                                      ( lihat gambar )

                                                                      Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                      Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                      P1 V2 = P2 V2

                                                                      Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                      Pemanasan Pendinginan

                                                                      T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                      ln x =2303 log x

                                                                      4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                      Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                      ( lihat gambar )

                                                                      Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                      oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                      Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      41Hukum Termodinamika

                                                                      Pengembangan Pemampatan

                                                                      Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                      U2 -U1 = - W

                                                                      T1V1g-1

                                                                      = T2V2g-1

                                                                      W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                      - V1g-1

                                                                      )

                                                                      P1V1g = P2V2g

                                                                      06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                      Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                      T = suhu

                                                                      η = efisiensi

                                                                      P = tekanan

                                                                      V = volume

                                                                      W = usaha

                                                                      Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Gerak Gelombang

                                                                      Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                      bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                      secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                      dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                      gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                      Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                      dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                      dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                      berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                      Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                      dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                      melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                      (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                      E = h fatau

                                                                      E = h cλ

                                                                      Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                      Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Efek Doppler

                                                                      Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                      maksimum tertentu

                                                                      Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                      terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                      Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                      setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                      gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                      gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                      maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                      Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                      adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                      titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                      dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                      y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                      y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                      Keterangan

                                                                      a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                      b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                      sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                      dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                      y = y1+ y2

                                                                      =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                      Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                      sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                      Menjadi

                                                                      y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                      y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                      Rumus interferensi

                                                                      y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                      Keterangan

                                                                      A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                      k = 2πλ

                                                                      ω = 2πT (rads)

                                                                      l = panjang tali (m)

                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Efek Doppler

                                                                      x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                      λ = panjang gelombang (m)

                                                                      t = waktu sesaat (s)

                                                                      Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                      Ap = 2 A sin kx

                                                                      Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                      gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                      Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                      amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                      tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                      Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                      S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                      =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                      Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                      P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                      =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                      Superposisi gelombang

                                                                      Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                      akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                      simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                      sebuah gelombang baru

                                                                      Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                      y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                      Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                      Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                      y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                      Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                      Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                      Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                      y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Efek Doppler

                                                                      y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                      y = y1 + y2

                                                                      = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                      y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                      Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                      y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                      Dengan

                                                                      As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                      bebas

                                                                      Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                      sebagai berikut

                                                                      Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                      x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                      x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                      helliphellip

                                                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                      Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                      x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                      x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                      helliphellip

                                                                      Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                      Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                      y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                      y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                      Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                      y = y1 + y2

                                                                      y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                      Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                      sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Efek Doppler

                                                                      Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                      y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                      Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                      As = 2A sin2π(xλ)

                                                                      Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                      karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                      Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                      Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                      x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                      yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                      Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                      Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                      x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Efek Doppler

                                                                      Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                      membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                      tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                      kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                      hilang)

                                                                      Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                      ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                      bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                      ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                      sumber

                                                                      Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                      yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                      dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                      frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                      Jadi

                                                                      1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                      pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                      2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                      maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                      3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                      VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                      fs

                                                                      Hal ini disebabkan

                                                                      1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                      2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      1 1

                                                                      s p

                                                                      Efek Doppler

                                                                      Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                      Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                      Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                      sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                      vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                      vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                      Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                      ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                      gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                      cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                      frekuensi

                                                                      Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                      bentuk

                                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      ps

                                                                      s p

                                                                      ff

                                                                      v v v v

                                                                      p

                                                                      p ss

                                                                      v vf f

                                                                      v v

                                                                      pp s

                                                                      s

                                                                      v vf f

                                                                      v v

                                                                      Efek Doppler

                                                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                      VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      1 Optika Geometri

                                                                      a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                      Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                      bidang datar

                                                                      Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                      b Cermin Datar

                                                                      Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                      Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                      n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                      = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                      c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                      Ketentuan

                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                      dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                      d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                      Catatan

                                                                      Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                      cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                      sebagai berikut

                                                                      e Pembiasan (Refraksi)

                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      i = sudut datang

                                                                      r = sudut bias

                                                                      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                      nud = indeks bias udara = 1

                                                                      2 Optika Fisik

                                                                      a Sudut Dispersi

                                                                      Q = Du - Dm

                                                                      Q = sudut disperse

                                                                      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                      b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                      = panjang gelombang cahaya

                                                                      d = jarak antar celah

                                                                      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                      L = jarak celah ke layar

                                                                      k = 123 hellip dst

                                                                      c Celah Tunggal

                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                      = sudut deviasi

                                                                      d Difraksi Kisi

                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                      e Selaput Tipis

                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                      n = indeks bias selaput tipis

                                                                      d = tebal selaput tipis

                                                                      r = sudut bias

                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      f Polarisasi

                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                      vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                      tongkat penggembala

                                                                      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                      Hanya dipengaruhi oleh

                                                                      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      A Relativitas

                                                                      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                      koordinat

                                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                      batang

                                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                      V = kecepatan pengamat

                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                      U = kecepatan pengamat

                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                      E = m C2

                                                                      E = energi yang timbul

                                                                      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                      B Teori Kuantum

                                                                      E = h f

                                                                      E = kuantum energi dalam joule

                                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                      fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                      me= massa elektron (kg)

                                                                      Vo = kecepatan elektron

                                                                      hf = W + Ek

                                                                      hf = energi foton yang datang

                                                                      W = energi pelepasan elektron

                                                                      Ek = energi kinetik electron

                                                                      ATOM BOHR

                                                                      1048708 Postulat Bohr

                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                      dipancarkan mempunyai energi

                                                                      GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                      1048708 Panjang gelombang foton

                                                                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                      oleh Davisson amp Germer

                                                                      = panjang gelombang de Broglie

                                                                      = konstanta Planck

                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      = massa partikel

                                                                      = kecepatan partikel

                                                                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                      = momentum foton

                                                                      = konstanta Planck

                                                                      = kecepatan cahaya (foton)

                                                                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                      = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                      = konstanta Planck

                                                                      = sudut penyimpangan foton

                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                      kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                      E = Energi

                                                                      h = tetapan Planck

                                                                      f = frekwensi

                                                                      c = kecepatan cahaya

                                                                      v = kecepatan

                                                                      a = energi ambang

                                                                      m = massa λ = panjang gelombang

                                                                      p = momentum

                                                                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                      Hypotesa de Broglie

                                                                      Hamburan Compton

                                                                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Catatan penting

                                                                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                      Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                      Energi Nuklir

                                                                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                      diperhitungkan

                                                                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                      masalah kelangkaan energi

                                                                      Fisi Nuklir

                                                                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                      yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Energi Nuklir

                                                                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Energi Nuklir

                                                                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                      Reaktor Nuklir

                                                                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                      batang kendali dan perisai beton

                                                                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Energi Nuklir

                                                                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                      reaktor

                                                                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                      diizinkan

                                                                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Energi Nuklir

                                                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                      reaktor

                                                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                      air bertekanan

                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Listrik Dinamis

                                                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                      Hukum Ohm

                                                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Listrik Dinamis

                                                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                      pada rangkaian yang

                                                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Listrik Dinamis

                                                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                      ditulis

                                                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Listrik Dinamis

                                                                      Hukum Kirchoff

                                                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                      arus listrik

                                                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                      Maka diperoleh persamaan

                                                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                      I masuk = I keluar

                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                      Rangkaian Seri

                                                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                      VAC = IR1 + IR2

                                                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                      Rangkaian Paralel

                                                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                      diperoleh persamaan

                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                      yang lain tetap menyala

                                                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                      dirumuskan

                                                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                      Rp = R n

                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Listrik Statis

                                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Rangkaian Majemuk

                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                      turun

                                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                      arah arus yang melaluinya

                                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                                      Usaha Listrik

                                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                      muatan itu

                                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                      positif

                                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                      t

                                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                      Kapasitansi

                                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                      rumus dapat ditulis

                                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                      disederhanakan

                                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                      paralel

                                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Rangkaian kapasitor

                                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                      Rangkaian R

                                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                      Rangkaian C

                                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                                      Rangkaian L

                                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                      =+90deg

                                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                      menurut hubungan

                                                                      di sini T dalam detik

                                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                      sama

                                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                      resistor R ialah I2R

                                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                      henry dan f dalam hertz

                                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Medan Magnet

                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                      ini

                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                      Yang mana

                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                      (GGL induksi)

                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                      untuk trafo ideal

                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                      praktikal

                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                      listriknya

                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                              • Hukum Ohm
                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                        37

                                                                        DIMANA P adalah tekanan gas

                                                                        V adalah volume gas

                                                                        N adalah bilangan avogadro (NA = 6022 x 1023)

                                                                        T adalah temperatur gas (dalam Kelvin)

                                                                        k adalah konstanta boltzman (138 x 10-23 JK)

                                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        38Hukum Termodinamika

                                                                        Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                                        keadaan awalnya

                                                                        Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                                        (1986-1832)

                                                                        HUKUM TERMODINAMIKA

                                                                        01 cp - cv = R

                                                                        cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                                        cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                                        02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                                        a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                                        b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                                        = konstanta Laplace

                                                                        03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                                        04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                                        05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                                        Q = U + W

                                                                        Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                                        U = perubahan energi dalam

                                                                        W = Usaha luar

                                                                        PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                                        1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                                        Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                                        ( lihat gambar )

                                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        39Hukum Termodinamika

                                                                        sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                        Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                        Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                        Pemanasan Pendinginan

                                                                        W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                        2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                        Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                        Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                        Pemanasan Pendinginan

                                                                        V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                        Q = U2 - U1

                                                                        Q = U

                                                                        U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        40Hukum Termodinamika

                                                                        3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                        Selama proses suhunya konstan

                                                                        ( lihat gambar )

                                                                        Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                        Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                        P1 V2 = P2 V2

                                                                        Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                        Pemanasan Pendinginan

                                                                        T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                        ln x =2303 log x

                                                                        4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                        Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                        ( lihat gambar )

                                                                        Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                        oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                        Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        41Hukum Termodinamika

                                                                        Pengembangan Pemampatan

                                                                        Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                        U2 -U1 = - W

                                                                        T1V1g-1

                                                                        = T2V2g-1

                                                                        W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                        - V1g-1

                                                                        )

                                                                        P1V1g = P2V2g

                                                                        06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                        Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                        T = suhu

                                                                        η = efisiensi

                                                                        P = tekanan

                                                                        V = volume

                                                                        W = usaha

                                                                        Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Gerak Gelombang

                                                                        Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                        bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                        secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                        dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                        gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                        Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                        dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                        dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                        berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                        Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                        dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                        melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                        (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                        E = h fatau

                                                                        E = h cλ

                                                                        Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                        Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Efek Doppler

                                                                        Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                        maksimum tertentu

                                                                        Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                        terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                        Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                        setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                        gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                        gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                        maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                        Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                        adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                        titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                        dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                        y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                        y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                        Keterangan

                                                                        a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                        b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                        sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                        dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                        y = y1+ y2

                                                                        =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                        Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                        sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                        Menjadi

                                                                        y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                        y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                        Rumus interferensi

                                                                        y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                        Keterangan

                                                                        A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                        k = 2πλ

                                                                        ω = 2πT (rads)

                                                                        l = panjang tali (m)

                                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Efek Doppler

                                                                        x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                        λ = panjang gelombang (m)

                                                                        t = waktu sesaat (s)

                                                                        Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                        Ap = 2 A sin kx

                                                                        Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                        gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                        Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                        amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                        tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                        Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                        S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                        =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                        Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                        P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                        =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                        Superposisi gelombang

                                                                        Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                        akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                        simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                        sebuah gelombang baru

                                                                        Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                        y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                        Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                        Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                        y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                        Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                        Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                        Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                        Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                        y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Efek Doppler

                                                                        y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                        y = y1 + y2

                                                                        = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                        y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                        Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                        y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                        Dengan

                                                                        As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                        bebas

                                                                        Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                        sebagai berikut

                                                                        Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                        x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                        x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                        helliphellip

                                                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                        Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                        x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                        x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                        helliphellip

                                                                        Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                        Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                        y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                        y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                        Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                        y = y1 + y2

                                                                        y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                        Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                        sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Efek Doppler

                                                                        Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                        y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                        Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                        As = 2A sin2π(xλ)

                                                                        Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                        karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                        Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                        Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                        x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                        yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                        Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                        Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                        x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Efek Doppler

                                                                        Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                        membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                        tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                        kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                        hilang)

                                                                        Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                        ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                        bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                        ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                        sumber

                                                                        Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                        yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                        dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                        frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                        Jadi

                                                                        1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                        pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                        2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                        maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                        3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                        VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                        fs

                                                                        Hal ini disebabkan

                                                                        1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                        2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        1 1

                                                                        s p

                                                                        Efek Doppler

                                                                        Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                        Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                        Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                        sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                        vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                        vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                        Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                        ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                        gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                        cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                        frekuensi

                                                                        Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                        bentuk

                                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        ps

                                                                        s p

                                                                        ff

                                                                        v v v v

                                                                        p

                                                                        p ss

                                                                        v vf f

                                                                        v v

                                                                        pp s

                                                                        s

                                                                        v vf f

                                                                        v v

                                                                        Efek Doppler

                                                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                        VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        1 Optika Geometri

                                                                        a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                        Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                        bidang datar

                                                                        Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                        b Cermin Datar

                                                                        Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                        Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                        n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                        = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                        c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                        Ketentuan

                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                        dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                        d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                        Catatan

                                                                        Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                        cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                        sebagai berikut

                                                                        e Pembiasan (Refraksi)

                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        i = sudut datang

                                                                        r = sudut bias

                                                                        n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                        V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                        nud = indeks bias udara = 1

                                                                        2 Optika Fisik

                                                                        a Sudut Dispersi

                                                                        Q = Du - Dm

                                                                        Q = sudut disperse

                                                                        Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                        b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                        = panjang gelombang cahaya

                                                                        d = jarak antar celah

                                                                        p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                        L = jarak celah ke layar

                                                                        k = 123 hellip dst

                                                                        c Celah Tunggal

                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                        = sudut deviasi

                                                                        d Difraksi Kisi

                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                        e Selaput Tipis

                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                        n = indeks bias selaput tipis

                                                                        d = tebal selaput tipis

                                                                        r = sudut bias

                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        f Polarisasi

                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                        vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                        tongkat penggembala

                                                                        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                        Hanya dipengaruhi oleh

                                                                        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        A Relativitas

                                                                        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                        koordinat

                                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                        batang

                                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                        V = kecepatan pengamat

                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                        U = kecepatan pengamat

                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                        E = m C2

                                                                        E = energi yang timbul

                                                                        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                        B Teori Kuantum

                                                                        E = h f

                                                                        E = kuantum energi dalam joule

                                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                        fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                        me= massa elektron (kg)

                                                                        Vo = kecepatan elektron

                                                                        hf = W + Ek

                                                                        hf = energi foton yang datang

                                                                        W = energi pelepasan elektron

                                                                        Ek = energi kinetik electron

                                                                        ATOM BOHR

                                                                        1048708 Postulat Bohr

                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                        dipancarkan mempunyai energi

                                                                        GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                        1048708 Panjang gelombang foton

                                                                        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                        oleh Davisson amp Germer

                                                                        = panjang gelombang de Broglie

                                                                        = konstanta Planck

                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        = massa partikel

                                                                        = kecepatan partikel

                                                                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                        = momentum foton

                                                                        = konstanta Planck

                                                                        = kecepatan cahaya (foton)

                                                                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                        = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                        = konstanta Planck

                                                                        = sudut penyimpangan foton

                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                        kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                        E = Energi

                                                                        h = tetapan Planck

                                                                        f = frekwensi

                                                                        c = kecepatan cahaya

                                                                        v = kecepatan

                                                                        a = energi ambang

                                                                        m = massa λ = panjang gelombang

                                                                        p = momentum

                                                                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                        Hypotesa de Broglie

                                                                        Hamburan Compton

                                                                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Catatan penting

                                                                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                        Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                        Energi Nuklir

                                                                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                        diperhitungkan

                                                                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                        masalah kelangkaan energi

                                                                        Fisi Nuklir

                                                                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                        yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Energi Nuklir

                                                                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Energi Nuklir

                                                                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                        Reaktor Nuklir

                                                                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                        batang kendali dan perisai beton

                                                                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Energi Nuklir

                                                                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                        reaktor

                                                                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                        diizinkan

                                                                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Energi Nuklir

                                                                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                        reaktor

                                                                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                        air bertekanan

                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Listrik Dinamis

                                                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                        Hukum Ohm

                                                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Listrik Dinamis

                                                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                        pada rangkaian yang

                                                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Listrik Dinamis

                                                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                        ditulis

                                                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Listrik Dinamis

                                                                        Hukum Kirchoff

                                                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                        arus listrik

                                                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                        Maka diperoleh persamaan

                                                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                        I masuk = I keluar

                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                        Rangkaian Seri

                                                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                        VAC = IR1 + IR2

                                                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                        Rangkaian Paralel

                                                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                        diperoleh persamaan

                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                        yang lain tetap menyala

                                                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                        dirumuskan

                                                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                        Rp = R n

                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Listrik Statis

                                                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Rangkaian Majemuk

                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                        turun

                                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                        arah arus yang melaluinya

                                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                                        Usaha Listrik

                                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                        muatan itu

                                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                        positif

                                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                        t

                                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                        Kapasitansi

                                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                        rumus dapat ditulis

                                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                        disederhanakan

                                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                        paralel

                                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Rangkaian kapasitor

                                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                        Rangkaian R

                                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                        Rangkaian C

                                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                                        Rangkaian L

                                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                        =+90deg

                                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                        menurut hubungan

                                                                        di sini T dalam detik

                                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                        sama

                                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                        resistor R ialah I2R

                                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                        henry dan f dalam hertz

                                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Medan Magnet

                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                        ini

                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                        Yang mana

                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                        (GGL induksi)

                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                        untuk trafo ideal

                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                        praktikal

                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                        listriknya

                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                          38Hukum Termodinamika

                                                                          Siklus adalah rangkaian proses yang dimulai dari suatu keadaan awal dan berakhir pada

                                                                          keadaan awalnya

                                                                          Siklus carnot merupakan suatu siklus usaha yang pertama kali dikenalkan oleh sadi Carnot

                                                                          (1986-1832)

                                                                          HUKUM TERMODINAMIKA

                                                                          01 cp - cv = R

                                                                          cp = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada tekanan konstan

                                                                          cv = kapasitas panas jenis ( kalor jenis ) gas ideal pada volume konstan

                                                                          02 panas jenis gas ideal pada suhu sedang sebagai berikut

                                                                          a Untuk gas beratom tunggal ( monoatomik ) diperoleh bahwa

                                                                          b Untuk gas beratom dua ( diatomik ) diperoleh bahwa

                                                                          = konstanta Laplace

                                                                          03 Usaha yang dilakukan oleh gas terhadap udara luar W = p V

                                                                          04 Energi dalam suatu gas Ideal adalah

                                                                          05 HUKUM I TERMODINAMIKA

                                                                          Q = U + W

                                                                          Q = kalor yang masukkeluar sistem

                                                                          U = perubahan energi dalam

                                                                          W = Usaha luar

                                                                          PROSES - PROSES PADA HUKUM TERMODINAMIKA I

                                                                          1 Hukum I termodinamika untuk Proses Isobarik

                                                                          Pada proses ini gas dipanaskan dengan tekanan tetap

                                                                          ( lihat gambar )

                                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          39Hukum Termodinamika

                                                                          sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                          Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                          Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                          Pemanasan Pendinginan

                                                                          W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                          2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                          Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                          Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                          Pemanasan Pendinginan

                                                                          V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                          Q = U2 - U1

                                                                          Q = U

                                                                          U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          40Hukum Termodinamika

                                                                          3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                          Selama proses suhunya konstan

                                                                          ( lihat gambar )

                                                                          Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                          Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                          P1 V2 = P2 V2

                                                                          Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                          Pemanasan Pendinginan

                                                                          T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                          ln x =2303 log x

                                                                          4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                          Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                          ( lihat gambar )

                                                                          Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                          oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                          Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          41Hukum Termodinamika

                                                                          Pengembangan Pemampatan

                                                                          Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                          U2 -U1 = - W

                                                                          T1V1g-1

                                                                          = T2V2g-1

                                                                          W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                          - V1g-1

                                                                          )

                                                                          P1V1g = P2V2g

                                                                          06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                          Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                          T = suhu

                                                                          η = efisiensi

                                                                          P = tekanan

                                                                          V = volume

                                                                          W = usaha

                                                                          Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Gerak Gelombang

                                                                          Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                          bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                          secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                          dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                          gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                          Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                          dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                          dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                          berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                          Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                          dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                          melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                          (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                          E = h fatau

                                                                          E = h cλ

                                                                          Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                          Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Efek Doppler

                                                                          Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                          maksimum tertentu

                                                                          Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                          terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                          Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                          setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                          gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                          gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                          maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                          Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                          adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                          titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                          dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                          y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                          y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                          Keterangan

                                                                          a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                          b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                          sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                          dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                          y = y1+ y2

                                                                          =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                          Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                          sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                          Menjadi

                                                                          y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                          y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                          Rumus interferensi

                                                                          y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                          Keterangan

                                                                          A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                          k = 2πλ

                                                                          ω = 2πT (rads)

                                                                          l = panjang tali (m)

                                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Efek Doppler

                                                                          x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                          λ = panjang gelombang (m)

                                                                          t = waktu sesaat (s)

                                                                          Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                          Ap = 2 A sin kx

                                                                          Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                          gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                          Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                          amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                          tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                          Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                          S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                          =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                          Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                          P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                          =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                          Superposisi gelombang

                                                                          Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                          akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                          simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                          sebuah gelombang baru

                                                                          Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                          y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                          Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                          Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                          y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                          Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                          Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                          Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                          Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                          y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Efek Doppler

                                                                          y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                          y = y1 + y2

                                                                          = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                          y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                          Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                          y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                          Dengan

                                                                          As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                          bebas

                                                                          Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                          sebagai berikut

                                                                          Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                          x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                          x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                          helliphellip

                                                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                          Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                          x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                          x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                          helliphellip

                                                                          Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                          Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                          y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                          y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                          Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                          y = y1 + y2

                                                                          y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                          Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                          sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Efek Doppler

                                                                          Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                          y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                          Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                          As = 2A sin2π(xλ)

                                                                          Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                          karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                          Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                          Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                          x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                          yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                          Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                          Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                          x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Efek Doppler

                                                                          Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                          membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                          tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                          kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                          hilang)

                                                                          Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                          ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                          bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                          ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                          sumber

                                                                          Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                          yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                          dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                          frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                          Jadi

                                                                          1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                          pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                          2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                          maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                          3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                          VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                          fs

                                                                          Hal ini disebabkan

                                                                          1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                          2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          1 1

                                                                          s p

                                                                          Efek Doppler

                                                                          Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                          Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                          Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                          sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                          vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                          vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                          Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                          ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                          gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                          cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                          frekuensi

                                                                          Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                          bentuk

                                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          ps

                                                                          s p

                                                                          ff

                                                                          v v v v

                                                                          p

                                                                          p ss

                                                                          v vf f

                                                                          v v

                                                                          pp s

                                                                          s

                                                                          v vf f

                                                                          v v

                                                                          Efek Doppler

                                                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                          VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          1 Optika Geometri

                                                                          a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                          Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                          bidang datar

                                                                          Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                          b Cermin Datar

                                                                          Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                          Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                          n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                          = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                          c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                          Ketentuan

                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                          dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                          d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                          Catatan

                                                                          Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                          cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                          sebagai berikut

                                                                          e Pembiasan (Refraksi)

                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          i = sudut datang

                                                                          r = sudut bias

                                                                          n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                          V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                          nud = indeks bias udara = 1

                                                                          2 Optika Fisik

                                                                          a Sudut Dispersi

                                                                          Q = Du - Dm

                                                                          Q = sudut disperse

                                                                          Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                          b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                          = panjang gelombang cahaya

                                                                          d = jarak antar celah

                                                                          p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                          L = jarak celah ke layar

                                                                          k = 123 hellip dst

                                                                          c Celah Tunggal

                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                          = sudut deviasi

                                                                          d Difraksi Kisi

                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                          e Selaput Tipis

                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                          n = indeks bias selaput tipis

                                                                          d = tebal selaput tipis

                                                                          r = sudut bias

                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          f Polarisasi

                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                          vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                          tongkat penggembala

                                                                          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                          Hanya dipengaruhi oleh

                                                                          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          A Relativitas

                                                                          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                          koordinat

                                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                          batang

                                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                          V = kecepatan pengamat

                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                          U = kecepatan pengamat

                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                          E = m C2

                                                                          E = energi yang timbul

                                                                          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                          B Teori Kuantum

                                                                          E = h f

                                                                          E = kuantum energi dalam joule

                                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                          fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                          me= massa elektron (kg)

                                                                          Vo = kecepatan elektron

                                                                          hf = W + Ek

                                                                          hf = energi foton yang datang

                                                                          W = energi pelepasan elektron

                                                                          Ek = energi kinetik electron

                                                                          ATOM BOHR

                                                                          1048708 Postulat Bohr

                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                          dipancarkan mempunyai energi

                                                                          GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                          1048708 Panjang gelombang foton

                                                                          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                          oleh Davisson amp Germer

                                                                          = panjang gelombang de Broglie

                                                                          = konstanta Planck

                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          = massa partikel

                                                                          = kecepatan partikel

                                                                          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                          = momentum foton

                                                                          = konstanta Planck

                                                                          = kecepatan cahaya (foton)

                                                                          = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                          = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                          = konstanta Planck

                                                                          = sudut penyimpangan foton

                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                          kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                          E = Energi

                                                                          h = tetapan Planck

                                                                          f = frekwensi

                                                                          c = kecepatan cahaya

                                                                          v = kecepatan

                                                                          a = energi ambang

                                                                          m = massa λ = panjang gelombang

                                                                          p = momentum

                                                                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                          Hypotesa de Broglie

                                                                          Hamburan Compton

                                                                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Catatan penting

                                                                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                          Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                          Energi Nuklir

                                                                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                          diperhitungkan

                                                                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                          masalah kelangkaan energi

                                                                          Fisi Nuklir

                                                                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                          yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Energi Nuklir

                                                                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Energi Nuklir

                                                                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                          Reaktor Nuklir

                                                                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                          batang kendali dan perisai beton

                                                                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Energi Nuklir

                                                                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                          reaktor

                                                                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                          diizinkan

                                                                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Energi Nuklir

                                                                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                          reaktor

                                                                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                          air bertekanan

                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Listrik Dinamis

                                                                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                          Hukum Ohm

                                                                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Listrik Dinamis

                                                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                          pada rangkaian yang

                                                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Listrik Dinamis

                                                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                          ditulis

                                                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Listrik Dinamis

                                                                          Hukum Kirchoff

                                                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                          arus listrik

                                                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                          Maka diperoleh persamaan

                                                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                          I masuk = I keluar

                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                          Rangkaian Seri

                                                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                          VAC = IR1 + IR2

                                                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                          Rangkaian Paralel

                                                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                          diperoleh persamaan

                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                          yang lain tetap menyala

                                                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                          dirumuskan

                                                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                          Rp = R n

                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Listrik Statis

                                                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Rangkaian Majemuk

                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                          turun

                                                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                          arah arus yang melaluinya

                                                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                                          Usaha Listrik

                                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                          muatan itu

                                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                          positif

                                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                          t

                                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                          Kapasitansi

                                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                          rumus dapat ditulis

                                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                          disederhanakan

                                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                          paralel

                                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Rangkaian kapasitor

                                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                          Rangkaian R

                                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                          Rangkaian C

                                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                                          Rangkaian L

                                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                          =+90deg

                                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                          menurut hubungan

                                                                          di sini T dalam detik

                                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                          sama

                                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                          resistor R ialah I2R

                                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                          henry dan f dalam hertz

                                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Medan Magnet

                                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                          ini

                                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                          1 Induksi Magnetik

                                                                          Hukum Biot-Savart

                                                                          Yang mana

                                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                          (GGL induksi)

                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                          untuk trafo ideal

                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                          praktikal

                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                          listriknya

                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                            39Hukum Termodinamika

                                                                            sebelum dipanaskan sesudah dipanaskan

                                                                            Dengan demikian pada proses ini berlaku persamaan Boyle-GayLussac

                                                                            Jika grafik ini digambarkan dalam hubungan P dan V maka dapat grafik sebagai berikut

                                                                            Pemanasan Pendinginan

                                                                            W = Q - U = m ( cp - cv ) ( T2 - T1 )

                                                                            2 Hukum I Termodinamika untuk Proses Isokhorik ( Isovolumik )

                                                                            Pada proses ini volume Sistem konstan ( lihat gambar )

                                                                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                            Dengan demikian dalam proses ini berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac dalam bentuk

                                                                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka grafiknya sebagai berikut

                                                                            Pemanasan Pendinginan

                                                                            V = 0 -------agrave W = 0 ( tidak ada usaha luar selama proses )

                                                                            Q = U2 - U1

                                                                            Q = U

                                                                            U = m cv ( T2 - T1 )

                                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            40Hukum Termodinamika

                                                                            3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                            Selama proses suhunya konstan

                                                                            ( lihat gambar )

                                                                            Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                            Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                            P1 V2 = P2 V2

                                                                            Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                            Pemanasan Pendinginan

                                                                            T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                            ln x =2303 log x

                                                                            4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                            Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                            ( lihat gambar )

                                                                            Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                            oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                            Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            41Hukum Termodinamika

                                                                            Pengembangan Pemampatan

                                                                            Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                            U2 -U1 = - W

                                                                            T1V1g-1

                                                                            = T2V2g-1

                                                                            W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                            - V1g-1

                                                                            )

                                                                            P1V1g = P2V2g

                                                                            06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                            Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                            T = suhu

                                                                            η = efisiensi

                                                                            P = tekanan

                                                                            V = volume

                                                                            W = usaha

                                                                            Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Gerak Gelombang

                                                                            Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                            bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                            secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                            dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                            gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                            Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                            dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                            dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                            berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                            Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                            dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                            melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                            (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                            E = h fatau

                                                                            E = h cλ

                                                                            Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                            Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Efek Doppler

                                                                            Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                            maksimum tertentu

                                                                            Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                            terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                            Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                            setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                            gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                            gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                            maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                            Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                            adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                            titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                            dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                            y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                            y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                            Keterangan

                                                                            a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                            b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                            sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                            dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                            y = y1+ y2

                                                                            =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                            Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                            sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                            Menjadi

                                                                            y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                            y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                            Rumus interferensi

                                                                            y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                            Keterangan

                                                                            A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                            k = 2πλ

                                                                            ω = 2πT (rads)

                                                                            l = panjang tali (m)

                                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Efek Doppler

                                                                            x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                            λ = panjang gelombang (m)

                                                                            t = waktu sesaat (s)

                                                                            Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                            Ap = 2 A sin kx

                                                                            Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                            gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                            Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                            amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                            tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                            Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                            S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                            =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                            Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                            P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                            =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                            Superposisi gelombang

                                                                            Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                            akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                            simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                            sebuah gelombang baru

                                                                            Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                            y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                            Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                            Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                            y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                            Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                            Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                            Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                            Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                            y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Efek Doppler

                                                                            y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                            y = y1 + y2

                                                                            = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                            y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                            Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                            y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                            Dengan

                                                                            As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                            bebas

                                                                            Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                            sebagai berikut

                                                                            Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                            x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                            x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                            helliphellip

                                                                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                            Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                            x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                            x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                            helliphellip

                                                                            Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                            Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                            y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                            y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                            Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                            y = y1 + y2

                                                                            y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                            Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                            sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Efek Doppler

                                                                            Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                            y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                            Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                            As = 2A sin2π(xλ)

                                                                            Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                            1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                            karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                            Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                            Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                            x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                            2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                            yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                            Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                            Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                            x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                            Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Efek Doppler

                                                                            Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                            membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                            tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                            kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                            hilang)

                                                                            Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                            ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                            bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                            ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                            sumber

                                                                            Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                            yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                            dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                            frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                            Jadi

                                                                            1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                            pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                            2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                            maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                            3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                            VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                            fs

                                                                            Hal ini disebabkan

                                                                            1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                            2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            1 1

                                                                            s p

                                                                            Efek Doppler

                                                                            Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                            Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                            Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                            sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                            vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                            vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                            Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                            ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                            gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                            cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                            frekuensi

                                                                            Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                            bentuk

                                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            ps

                                                                            s p

                                                                            ff

                                                                            v v v v

                                                                            p

                                                                            p ss

                                                                            v vf f

                                                                            v v

                                                                            pp s

                                                                            s

                                                                            v vf f

                                                                            v v

                                                                            Efek Doppler

                                                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                            VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            1 Optika Geometri

                                                                            a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                            Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                            bidang datar

                                                                            Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                            b Cermin Datar

                                                                            Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                            Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                            n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                            = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                            c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                            Ketentuan

                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                            dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                            d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                            Catatan

                                                                            Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                            cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                            sebagai berikut

                                                                            e Pembiasan (Refraksi)

                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            i = sudut datang

                                                                            r = sudut bias

                                                                            n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                            V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                            nud = indeks bias udara = 1

                                                                            2 Optika Fisik

                                                                            a Sudut Dispersi

                                                                            Q = Du - Dm

                                                                            Q = sudut disperse

                                                                            Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                            b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                            = panjang gelombang cahaya

                                                                            d = jarak antar celah

                                                                            p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                            L = jarak celah ke layar

                                                                            k = 123 hellip dst

                                                                            c Celah Tunggal

                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                            = sudut deviasi

                                                                            d Difraksi Kisi

                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                            e Selaput Tipis

                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                            n = indeks bias selaput tipis

                                                                            d = tebal selaput tipis

                                                                            r = sudut bias

                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            f Polarisasi

                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                            vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                            tongkat penggembala

                                                                            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                            Hanya dipengaruhi oleh

                                                                            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            A Relativitas

                                                                            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                            koordinat

                                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                            batang

                                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                            V = kecepatan pengamat

                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                            U = kecepatan pengamat

                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                            E = m C2

                                                                            E = energi yang timbul

                                                                            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                            B Teori Kuantum

                                                                            E = h f

                                                                            E = kuantum energi dalam joule

                                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                            fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                            me= massa elektron (kg)

                                                                            Vo = kecepatan elektron

                                                                            hf = W + Ek

                                                                            hf = energi foton yang datang

                                                                            W = energi pelepasan elektron

                                                                            Ek = energi kinetik electron

                                                                            ATOM BOHR

                                                                            1048708 Postulat Bohr

                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                            dipancarkan mempunyai energi

                                                                            GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                            1048708 Panjang gelombang foton

                                                                            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                            oleh Davisson amp Germer

                                                                            = panjang gelombang de Broglie

                                                                            = konstanta Planck

                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            = massa partikel

                                                                            = kecepatan partikel

                                                                            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                            = momentum foton

                                                                            = konstanta Planck

                                                                            = kecepatan cahaya (foton)

                                                                            = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                            = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                            = konstanta Planck

                                                                            = sudut penyimpangan foton

                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                            kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                            E = Energi

                                                                            h = tetapan Planck

                                                                            f = frekwensi

                                                                            c = kecepatan cahaya

                                                                            v = kecepatan

                                                                            a = energi ambang

                                                                            m = massa λ = panjang gelombang

                                                                            p = momentum

                                                                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                            Hypotesa de Broglie

                                                                            Hamburan Compton

                                                                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Catatan penting

                                                                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                            Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                            Energi Nuklir

                                                                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                            diperhitungkan

                                                                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                            masalah kelangkaan energi

                                                                            Fisi Nuklir

                                                                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                            yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Energi Nuklir

                                                                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Energi Nuklir

                                                                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                            Reaktor Nuklir

                                                                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                            batang kendali dan perisai beton

                                                                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Energi Nuklir

                                                                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                            reaktor

                                                                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                            diizinkan

                                                                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Energi Nuklir

                                                                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                            reaktor

                                                                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                            air bertekanan

                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Listrik Dinamis

                                                                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                            Hukum Ohm

                                                                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Listrik Dinamis

                                                                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                            pada rangkaian yang

                                                                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                            Hambatan Kawat Penghantar

                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Listrik Dinamis

                                                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                            ditulis

                                                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Listrik Dinamis

                                                                            Hukum Kirchoff

                                                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                            arus listrik

                                                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                            Maka diperoleh persamaan

                                                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                            I masuk = I keluar

                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                            Rangkaian Seri

                                                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                            VAC = IR1 + IR2

                                                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                            Rangkaian Paralel

                                                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                            diperoleh persamaan

                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                            yang lain tetap menyala

                                                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                            dirumuskan

                                                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                            Rp = R n

                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Listrik Statis

                                                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Rangkaian Majemuk

                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                            turun

                                                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                            arah arus yang melaluinya

                                                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            Usaha dan Energi Listrik

                                                                            Usaha Listrik

                                                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                            muatan itu

                                                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                            positif

                                                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                            t

                                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                            Kapasitansi

                                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                            rumus dapat ditulis

                                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                            disederhanakan

                                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                            paralel

                                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Rangkaian kapasitor

                                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                            Rangkaian R

                                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                            Rangkaian C

                                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                                            Rangkaian L

                                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                            =+90deg

                                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                            menurut hubungan

                                                                            di sini T dalam detik

                                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                            sama

                                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                            resistor R ialah I2R

                                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                            henry dan f dalam hertz

                                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Medan Magnet

                                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                            ini

                                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                            1 Induksi Magnetik

                                                                            Hukum Biot-Savart

                                                                            Yang mana

                                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                            5 Gaya Lorentz

                                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                            (GGL induksi)

                                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                                            pp = daya primer (watt)

                                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                            untuk trafo ideal

                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                            praktikal

                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                            listriknya

                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                              40Hukum Termodinamika

                                                                              3 Hukum I termodinamika untuk proses Isothermik

                                                                              Selama proses suhunya konstan

                                                                              ( lihat gambar )

                                                                              Sebelum dipanaskan Sesudah dipanaskan

                                                                              Oleh karena suhunya tetap maka berlaku Hukum BOYLE

                                                                              P1 V2 = P2 V2

                                                                              Jika digambarkan grafik hubungan P dan V maka grafiknya berupa

                                                                              Pemanasan Pendinginan

                                                                              T2 = T1 --------------gt U = 0 ( Usaha dalamnya nol )

                                                                              ln x =2303 log x

                                                                              4 Hukum I Termodinamika untuk proses Adiabatik

                                                                              Selama proses tak ada panas yang masuk keluar sistem jadi Q = 0

                                                                              ( lihat gambar )

                                                                              Sebelum proses Selamaakhir proses

                                                                              oleh karena tidak ada panas yang masuk keluar sistem maka berlaku Hukum Boyle-Gay Lussac

                                                                              Jika digambarkan dalam grafik hubungan P dan V maka berupa

                                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              41Hukum Termodinamika

                                                                              Pengembangan Pemampatan

                                                                              Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                              U2 -U1 = - W

                                                                              T1V1g-1

                                                                              = T2V2g-1

                                                                              W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                              - V1g-1

                                                                              )

                                                                              P1V1g = P2V2g

                                                                              06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                              Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                              T = suhu

                                                                              η = efisiensi

                                                                              P = tekanan

                                                                              V = volume

                                                                              W = usaha

                                                                              Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Gerak Gelombang

                                                                              Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                              bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                              secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                              dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                              gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                              Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                              dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                              dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                              berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                              Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                              dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                              melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                              (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                              E = h fatau

                                                                              E = h cλ

                                                                              Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                              Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Efek Doppler

                                                                              Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                              maksimum tertentu

                                                                              Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                              terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                              Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                              setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                              gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                              gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                              maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                              Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                              adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                              titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                              dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                              y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                              y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                              Keterangan

                                                                              a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                              b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                              sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                              dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                              y = y1+ y2

                                                                              =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                              Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                              sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                              Menjadi

                                                                              y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                              y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                              Rumus interferensi

                                                                              y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                              Keterangan

                                                                              A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                              k = 2πλ

                                                                              ω = 2πT (rads)

                                                                              l = panjang tali (m)

                                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Efek Doppler

                                                                              x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                              λ = panjang gelombang (m)

                                                                              t = waktu sesaat (s)

                                                                              Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                              Ap = 2 A sin kx

                                                                              Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                              gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                              Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                              amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                              tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                              Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                              S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                              =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                              Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                              P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                              =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                              Superposisi gelombang

                                                                              Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                              akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                              simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                              sebuah gelombang baru

                                                                              Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                              y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                              Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                              Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                              y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                              Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                              Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                              Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                              Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                              y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Efek Doppler

                                                                              y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                              y = y1 + y2

                                                                              = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                              y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                              Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                              y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                              Dengan

                                                                              As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                              bebas

                                                                              Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                              sebagai berikut

                                                                              Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                              x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                              x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                              helliphellip

                                                                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                              Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                              x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                              x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                              helliphellip

                                                                              Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                              Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                              y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                              y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                              Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                              y = y1 + y2

                                                                              y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                              Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                              sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Efek Doppler

                                                                              Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                              y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                              Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                              As = 2A sin2π(xλ)

                                                                              Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                              1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                              karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                              Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                              Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                              x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                              2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                              yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                              Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                              Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                              x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                              Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Efek Doppler

                                                                              Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                              membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                              tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                              kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                              hilang)

                                                                              Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                              ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                              bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                              ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                              sumber

                                                                              Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                              yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                              dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                              frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                              Jadi

                                                                              1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                              pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                              2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                              maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                              3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                              VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                              fs

                                                                              Hal ini disebabkan

                                                                              1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                              2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              1 1

                                                                              s p

                                                                              Efek Doppler

                                                                              Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                              Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                              Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                              sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                              vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                              vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                              Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                              ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                              gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                              cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                              frekuensi

                                                                              Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                              bentuk

                                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              ps

                                                                              s p

                                                                              ff

                                                                              v v v v

                                                                              p

                                                                              p ss

                                                                              v vf f

                                                                              v v

                                                                              pp s

                                                                              s

                                                                              v vf f

                                                                              v v

                                                                              Efek Doppler

                                                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                              VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              1 Optika Geometri

                                                                              a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                              Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                              bidang datar

                                                                              Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                              b Cermin Datar

                                                                              Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                              Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                              n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                              = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                              c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                              Ketentuan

                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                              dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                              d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                              Catatan

                                                                              Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                              cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                              sebagai berikut

                                                                              e Pembiasan (Refraksi)

                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              i = sudut datang

                                                                              r = sudut bias

                                                                              n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                              V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                              nud = indeks bias udara = 1

                                                                              2 Optika Fisik

                                                                              a Sudut Dispersi

                                                                              Q = Du - Dm

                                                                              Q = sudut disperse

                                                                              Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                              b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                              = panjang gelombang cahaya

                                                                              d = jarak antar celah

                                                                              p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                              L = jarak celah ke layar

                                                                              k = 123 hellip dst

                                                                              c Celah Tunggal

                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                              = sudut deviasi

                                                                              d Difraksi Kisi

                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                              e Selaput Tipis

                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                              n = indeks bias selaput tipis

                                                                              d = tebal selaput tipis

                                                                              r = sudut bias

                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              f Polarisasi

                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                              magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                              vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                              ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                              sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                              Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                              Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                              Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                              tongkat penggembala

                                                                              Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                              udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                              Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                              Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                              listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                              lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                              dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                              Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                              paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                              perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                              Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                              Hanya dipengaruhi oleh

                                                                              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              A Relativitas

                                                                              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                              koordinat

                                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                              batang

                                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                              V = kecepatan pengamat

                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                              U = kecepatan pengamat

                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                              E = m C2

                                                                              E = energi yang timbul

                                                                              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                              B Teori Kuantum

                                                                              E = h f

                                                                              E = kuantum energi dalam joule

                                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                              fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                              me= massa elektron (kg)

                                                                              Vo = kecepatan elektron

                                                                              hf = W + Ek

                                                                              hf = energi foton yang datang

                                                                              W = energi pelepasan elektron

                                                                              Ek = energi kinetik electron

                                                                              ATOM BOHR

                                                                              1048708 Postulat Bohr

                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                              dipancarkan mempunyai energi

                                                                              GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                              1048708 Panjang gelombang foton

                                                                              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                              oleh Davisson amp Germer

                                                                              = panjang gelombang de Broglie

                                                                              = konstanta Planck

                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              = massa partikel

                                                                              = kecepatan partikel

                                                                              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                              = momentum foton

                                                                              = konstanta Planck

                                                                              = kecepatan cahaya (foton)

                                                                              = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                              = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                              = konstanta Planck

                                                                              = sudut penyimpangan foton

                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                              kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                              E = Energi

                                                                              h = tetapan Planck

                                                                              f = frekwensi

                                                                              c = kecepatan cahaya

                                                                              v = kecepatan

                                                                              a = energi ambang

                                                                              m = massa λ = panjang gelombang

                                                                              p = momentum

                                                                              p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                              Hypotesa de Broglie

                                                                              Hamburan Compton

                                                                              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Catatan penting

                                                                              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                              Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                              Energi Nuklir

                                                                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                              diperhitungkan

                                                                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                              masalah kelangkaan energi

                                                                              Fisi Nuklir

                                                                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                              yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Energi Nuklir

                                                                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Energi Nuklir

                                                                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                              Reaktor Nuklir

                                                                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                              batang kendali dan perisai beton

                                                                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Energi Nuklir

                                                                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                              reaktor

                                                                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                              diizinkan

                                                                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Energi Nuklir

                                                                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                              reaktor

                                                                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                              air bertekanan

                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Listrik Dinamis

                                                                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                              Hukum Ohm

                                                                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Listrik Dinamis

                                                                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                              pada rangkaian yang

                                                                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                              Hambatan Kawat Penghantar

                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Listrik Dinamis

                                                                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                              ditulis

                                                                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Listrik Dinamis

                                                                              Hukum Kirchoff

                                                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                              arus listrik

                                                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                              Maka diperoleh persamaan

                                                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                              I masuk = I keluar

                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                              Rangkaian Seri

                                                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                              VAC = IR1 + IR2

                                                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                              Rangkaian Paralel

                                                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                              diperoleh persamaan

                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                              yang lain tetap menyala

                                                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                              dirumuskan

                                                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                              Rp = R n

                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Listrik Statis

                                                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Rangkaian Majemuk

                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                              turun

                                                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                              arah arus yang melaluinya

                                                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              Usaha dan Energi Listrik

                                                                              Usaha Listrik

                                                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                              muatan itu

                                                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                              positif

                                                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                              t

                                                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                              Kapasitansi

                                                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                              rumus dapat ditulis

                                                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                              disederhanakan

                                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                              paralel

                                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Rangkaian kapasitor

                                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                              Rangkaian R

                                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                              Rangkaian C

                                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                                              Rangkaian L

                                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                              =+90deg

                                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                              menurut hubungan

                                                                              di sini T dalam detik

                                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                              sama

                                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                              resistor R ialah I2R

                                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                              henry dan f dalam hertz

                                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Medan Magnet

                                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                              ini

                                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                              1 Induksi Magnetik

                                                                              Hukum Biot-Savart

                                                                              Yang mana

                                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                              5 Gaya Lorentz

                                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                              (GGL induksi)

                                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                                              pp = daya primer (watt)

                                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                              untuk trafo ideal

                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                              praktikal

                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                              listriknya

                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                41Hukum Termodinamika

                                                                                Pengembangan Pemampatan

                                                                                Q = 0 ------agrave O = U + W

                                                                                U2 -U1 = - W

                                                                                T1V1g-1

                                                                                = T2V2g-1

                                                                                W = m cv ( T1 - T2 ) atau W = ( V2g-1

                                                                                - V1g-1

                                                                                )

                                                                                P1V1g = P2V2g

                                                                                06 HUKUM I I TERMODINAMIKA

                                                                                Menurut Carnot untuk effisiensi mesin carnot berlaku pula

                                                                                T = suhu

                                                                                η = efisiensi

                                                                                P = tekanan

                                                                                V = volume

                                                                                W = usaha

                                                                                Termodinamika Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Gerak Gelombang

                                                                                Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                                bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                                secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                                dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                                gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                                Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                                dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                                dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                                berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                                Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                                dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                                melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                                (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                                E = h fatau

                                                                                E = h cλ

                                                                                Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                                Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Efek Doppler

                                                                                Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                                maksimum tertentu

                                                                                Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                                terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                                Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                                setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                                gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                                gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                                maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                                Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                                adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                                titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                                dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                                y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                                Keterangan

                                                                                a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                                b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                                sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                                dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                                y = y1+ y2

                                                                                =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                                Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                                sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                                Menjadi

                                                                                y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                                y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                                Rumus interferensi

                                                                                y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                                Keterangan

                                                                                A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                                k = 2πλ

                                                                                ω = 2πT (rads)

                                                                                l = panjang tali (m)

                                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Efek Doppler

                                                                                x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                                λ = panjang gelombang (m)

                                                                                t = waktu sesaat (s)

                                                                                Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                                Ap = 2 A sin kx

                                                                                Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                                gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                                Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                                amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                                tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                                Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                                S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                                =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                                Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                                P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                                =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                                Superposisi gelombang

                                                                                Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                                akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                                simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                                sebuah gelombang baru

                                                                                Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                                y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                                Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                                Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                                y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                                Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                                Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                                y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Efek Doppler

                                                                                y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                                y = y1 + y2

                                                                                = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                                y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                                Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                                y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                                Dengan

                                                                                As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                                bebas

                                                                                Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                                sebagai berikut

                                                                                Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                                x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                                x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                                helliphellip

                                                                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                                Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                                x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                                x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                                helliphellip

                                                                                Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                                Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                                y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                                Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                                y = y1 + y2

                                                                                y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                                Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                                sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Efek Doppler

                                                                                Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                                y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                                Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                                As = 2A sin2π(xλ)

                                                                                Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                                1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                                karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                                Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                                Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                                x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                                2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                                yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                                Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                                x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                                Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Efek Doppler

                                                                                Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                hilang)

                                                                                Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                sumber

                                                                                Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                Jadi

                                                                                1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                fs

                                                                                Hal ini disebabkan

                                                                                1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                1 1

                                                                                s p

                                                                                Efek Doppler

                                                                                Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                frekuensi

                                                                                Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                bentuk

                                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                ps

                                                                                s p

                                                                                ff

                                                                                v v v v

                                                                                p

                                                                                p ss

                                                                                v vf f

                                                                                v v

                                                                                pp s

                                                                                s

                                                                                v vf f

                                                                                v v

                                                                                Efek Doppler

                                                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                1 Optika Geometri

                                                                                a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                bidang datar

                                                                                Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                b Cermin Datar

                                                                                Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                Ketentuan

                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                Catatan

                                                                                Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                sebagai berikut

                                                                                e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                i = sudut datang

                                                                                r = sudut bias

                                                                                n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                nud = indeks bias udara = 1

                                                                                2 Optika Fisik

                                                                                a Sudut Dispersi

                                                                                Q = Du - Dm

                                                                                Q = sudut disperse

                                                                                Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                = panjang gelombang cahaya

                                                                                d = jarak antar celah

                                                                                p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                L = jarak celah ke layar

                                                                                k = 123 hellip dst

                                                                                c Celah Tunggal

                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                = sudut deviasi

                                                                                d Difraksi Kisi

                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                e Selaput Tipis

                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                n = indeks bias selaput tipis

                                                                                d = tebal selaput tipis

                                                                                r = sudut bias

                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                f Polarisasi

                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                tongkat penggembala

                                                                                Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                A Relativitas

                                                                                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                koordinat

                                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                batang

                                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                V = kecepatan pengamat

                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                U = kecepatan pengamat

                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                E = m C2

                                                                                E = energi yang timbul

                                                                                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                B Teori Kuantum

                                                                                E = h f

                                                                                E = kuantum energi dalam joule

                                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                me= massa elektron (kg)

                                                                                Vo = kecepatan elektron

                                                                                hf = W + Ek

                                                                                hf = energi foton yang datang

                                                                                W = energi pelepasan elektron

                                                                                Ek = energi kinetik electron

                                                                                ATOM BOHR

                                                                                1048708 Postulat Bohr

                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                dipancarkan mempunyai energi

                                                                                GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                oleh Davisson amp Germer

                                                                                = panjang gelombang de Broglie

                                                                                = konstanta Planck

                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                = massa partikel

                                                                                = kecepatan partikel

                                                                                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                = momentum foton

                                                                                = konstanta Planck

                                                                                = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                = konstanta Planck

                                                                                = sudut penyimpangan foton

                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                E = Energi

                                                                                h = tetapan Planck

                                                                                f = frekwensi

                                                                                c = kecepatan cahaya

                                                                                v = kecepatan

                                                                                a = energi ambang

                                                                                m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                p = momentum

                                                                                p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                Hypotesa de Broglie

                                                                                Hamburan Compton

                                                                                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Catatan penting

                                                                                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                Energi Nuklir

                                                                                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                diperhitungkan

                                                                                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                masalah kelangkaan energi

                                                                                Fisi Nuklir

                                                                                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Energi Nuklir

                                                                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Energi Nuklir

                                                                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                Reaktor Nuklir

                                                                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                batang kendali dan perisai beton

                                                                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Energi Nuklir

                                                                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                reaktor

                                                                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                diizinkan

                                                                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Energi Nuklir

                                                                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                reaktor

                                                                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                air bertekanan

                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                Hukum Ohm

                                                                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                pada rangkaian yang

                                                                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                ditulis

                                                                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                Hukum Kirchoff

                                                                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                arus listrik

                                                                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                Maka diperoleh persamaan

                                                                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                I masuk = I keluar

                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                Rangkaian Seri

                                                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                VAC = IR1 + IR2

                                                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                Rangkaian Paralel

                                                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                diperoleh persamaan

                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                yang lain tetap menyala

                                                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                dirumuskan

                                                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                Rp = R n

                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Listrik Statis

                                                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Rangkaian Majemuk

                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                turun

                                                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                arah arus yang melaluinya

                                                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                                                Usaha Listrik

                                                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                muatan itu

                                                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                positif

                                                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                t

                                                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                Kapasitansi

                                                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                rumus dapat ditulis

                                                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                disederhanakan

                                                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                paralel

                                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                Rangkaian R

                                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                Rangkaian C

                                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                                Rangkaian L

                                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                =+90deg

                                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                menurut hubungan

                                                                                di sini T dalam detik

                                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                sama

                                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                resistor R ialah I2R

                                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Medan Magnet

                                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                ini

                                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                                Yang mana

                                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                (GGL induksi)

                                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                untuk trafo ideal

                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                praktikal

                                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                listriknya

                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                  Gerak Gelombang

                                                                                  Cahaya merupakan salah satu bentuk gelombang elektromagnetik Gambar di

                                                                                  bawah menunjukkan spektrum cahaya dalam spektrum gelombang elektromagnetik

                                                                                  secara keseluruhan Cahaya ultraviolet (UV) berada pada daerah panjang gelombang

                                                                                  dari 100 sampai 380 nm Cahaya tampak (visible Vis) berada pada daerah panjang

                                                                                  gelombang dari 380 sampai 800 nm

                                                                                  Kecepatan cahaya adalah tetap dan di dalam vakum adalah c = 3 x 108 ms Frekuensi

                                                                                  dari cahaya dapat dicari dari hubungan f = cl

                                                                                  dimana f adalah frekuensi dan l adalah panjang gelombang Frekuensi cahaya tampak

                                                                                  berkisar dari 375 THz hingga 790 THz

                                                                                  Dualisme cahaya menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai gelombang

                                                                                  dan dapat juga berperilaku sebagai partikel (foton) Energi partikel ini tidaklah kontinyu

                                                                                  melainkan terkuantisasi Oleh karena itu foton dapat dipandang sebagai paket energi

                                                                                  (terkuantisasi) yang ditentukan oleh hubungan

                                                                                  E = h fatau

                                                                                  E = h cλ

                                                                                  Energi cahaya tampak berkisar dari 155 eV hingga 33 eV

                                                                                  Gerak Gelombang Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                                  maksimum tertentu

                                                                                  Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                                  terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                                  Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                                  setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                                  gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                                  gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                                  maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                                  Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                                  adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                                  titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                                  dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                                  y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                  y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                                  Keterangan

                                                                                  a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                                  b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                                  sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                                  dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                                  y = y1+ y2

                                                                                  =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                                  Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                                  sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                                  Menjadi

                                                                                  y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                                  y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                                  Rumus interferensi

                                                                                  y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                                  Keterangan

                                                                                  A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                                  k = 2πλ

                                                                                  ω = 2πT (rads)

                                                                                  l = panjang tali (m)

                                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                                  λ = panjang gelombang (m)

                                                                                  t = waktu sesaat (s)

                                                                                  Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                                  Ap = 2 A sin kx

                                                                                  Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                                  gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                                  Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                                  amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                                  tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                                  Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                                  S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                                  =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                                  Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                                  P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                                  =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                                  Superposisi gelombang

                                                                                  Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                                  akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                                  simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                                  sebuah gelombang baru

                                                                                  Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                                  y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                                  Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                                  Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                                  y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                  Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                  Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                                  Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                                  Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                                  y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                                  y = y1 + y2

                                                                                  = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                                  y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                                  Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                                  y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                                  Dengan

                                                                                  As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                                  bebas

                                                                                  Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                                  sebagai berikut

                                                                                  Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                                  x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                                  x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                                  helliphellip

                                                                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                                  Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                                  x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                                  x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                                  helliphellip

                                                                                  Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                                  Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                  y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                                  y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                                  Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                                  y = y1 + y2

                                                                                  y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                                  Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                                  sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                                  y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                                  Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                                  As = 2A sin2π(xλ)

                                                                                  Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                                  1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                                  karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                                  Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                                  Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                                  x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                                  2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                                  yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                  Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                                  Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                                  x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                                  Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                  membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                  tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                  kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                  hilang)

                                                                                  Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                  ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                  bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                  ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                  sumber

                                                                                  Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                  yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                  dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                  frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                  Jadi

                                                                                  1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                  pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                  2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                  maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                  3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                  VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                  fs

                                                                                  Hal ini disebabkan

                                                                                  1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                  2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  1 1

                                                                                  s p

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                  Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                  Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                  sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                  vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                  vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                  sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                  Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                  ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                  gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                  cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                  frekuensi

                                                                                  Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                  bentuk

                                                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  ps

                                                                                  s p

                                                                                  ff

                                                                                  v v v v

                                                                                  p

                                                                                  p ss

                                                                                  v vf f

                                                                                  v v

                                                                                  pp s

                                                                                  s

                                                                                  v vf f

                                                                                  v v

                                                                                  Efek Doppler

                                                                                  V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                  VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                  VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                  fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                  fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                  Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  1 Optika Geometri

                                                                                  a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                  Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                  bidang datar

                                                                                  Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                  b Cermin Datar

                                                                                  Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                  Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                  n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                  = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                  c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                  Ketentuan

                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                  dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                  d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                  Catatan

                                                                                  Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                  cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                  sebagai berikut

                                                                                  e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  i = sudut datang

                                                                                  r = sudut bias

                                                                                  n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                  V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                  nud = indeks bias udara = 1

                                                                                  2 Optika Fisik

                                                                                  a Sudut Dispersi

                                                                                  Q = Du - Dm

                                                                                  Q = sudut disperse

                                                                                  Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                  b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                  = panjang gelombang cahaya

                                                                                  d = jarak antar celah

                                                                                  p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                  L = jarak celah ke layar

                                                                                  k = 123 hellip dst

                                                                                  c Celah Tunggal

                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                  = sudut deviasi

                                                                                  d Difraksi Kisi

                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                  e Selaput Tipis

                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                  n = indeks bias selaput tipis

                                                                                  d = tebal selaput tipis

                                                                                  r = sudut bias

                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  f Polarisasi

                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                  magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                  vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                  ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                  sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                  Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                  Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                  Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                  tongkat penggembala

                                                                                  Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                  udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                  Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                  Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                  listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                  lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                  dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                  Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                  paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                  perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                  Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                  CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                  Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                  1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                  Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                  2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                  Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                  Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                  Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                  Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  A Relativitas

                                                                                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                  koordinat

                                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                  batang

                                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                  V = kecepatan pengamat

                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                  U = kecepatan pengamat

                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                  E = m C2

                                                                                  E = energi yang timbul

                                                                                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                  B Teori Kuantum

                                                                                  E = h f

                                                                                  E = kuantum energi dalam joule

                                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                  fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                  me= massa elektron (kg)

                                                                                  Vo = kecepatan elektron

                                                                                  hf = W + Ek

                                                                                  hf = energi foton yang datang

                                                                                  W = energi pelepasan elektron

                                                                                  Ek = energi kinetik electron

                                                                                  ATOM BOHR

                                                                                  1048708 Postulat Bohr

                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                  dipancarkan mempunyai energi

                                                                                  GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                  1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                  oleh Davisson amp Germer

                                                                                  = panjang gelombang de Broglie

                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  = massa partikel

                                                                                  = kecepatan partikel

                                                                                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                  = momentum foton

                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                  = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                  = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                  = sudut penyimpangan foton

                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                  kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                  E = Energi

                                                                                  h = tetapan Planck

                                                                                  f = frekwensi

                                                                                  c = kecepatan cahaya

                                                                                  v = kecepatan

                                                                                  a = energi ambang

                                                                                  m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                  p = momentum

                                                                                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                  Hypotesa de Broglie

                                                                                  Hamburan Compton

                                                                                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Catatan penting

                                                                                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                  Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                  diperhitungkan

                                                                                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                  masalah kelangkaan energi

                                                                                  Fisi Nuklir

                                                                                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                  yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                  Reaktor Nuklir

                                                                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                  batang kendali dan perisai beton

                                                                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                  reaktor

                                                                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                  diizinkan

                                                                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                  reaktor

                                                                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                  air bertekanan

                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                  Hukum Ohm

                                                                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                  pada rangkaian yang

                                                                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                  ditulis

                                                                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                  Hukum Kirchoff

                                                                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                  arus listrik

                                                                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                  Maka diperoleh persamaan

                                                                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                  I masuk = I keluar

                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                  Rangkaian Seri

                                                                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                  VAC = IR1 + IR2

                                                                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                  Rangkaian Paralel

                                                                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                  diperoleh persamaan

                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                  yang lain tetap menyala

                                                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                  dirumuskan

                                                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                  Rp = R n

                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Listrik Statis

                                                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Rangkaian Majemuk

                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                  turun

                                                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                  arah arus yang melaluinya

                                                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                                                  Usaha Listrik

                                                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                  muatan itu

                                                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                  positif

                                                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                  t

                                                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                  Kapasitansi

                                                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                  rumus dapat ditulis

                                                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                  disederhanakan

                                                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                  paralel

                                                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Rangkaian kapasitor

                                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                  Rangkaian R

                                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                  Rangkaian C

                                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                                  Rangkaian L

                                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                  =+90deg

                                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                  menurut hubungan

                                                                                  di sini T dalam detik

                                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                  sama

                                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Medan Magnet

                                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                  ini

                                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                                  Yang mana

                                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                  (GGL induksi)

                                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                  untuk trafo ideal

                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                  praktikal

                                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                  listriknya

                                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    Adalah gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah ndash ubah antara nol sampai nilai

                                                                                    maksimum tertentu

                                                                                    Gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu gelombang stasioner akibat pemantulan pada ujung

                                                                                    terikat dan gelombang stasioner pada ujung bebas

                                                                                    Seutas tali yang panjangnya l kita ikat ujungnya pada satu tiang sementara ujung lainnya kita biarkan

                                                                                    setela itu kita goyang ujung yang bebas itu keatas dan kebawah berulang ndash ulang Saat tali di

                                                                                    gerakkan maka gelombang akan merambat dari ujung yang bebas menuju ujung yang terikat

                                                                                    gelombang ini disebut sebagai gelombang dating Ketika gelombang dating tiba diujung yang terikat

                                                                                    maka gelombang ini akan dipantulkan sehingga terjadi interferensi gelombang

                                                                                    Untuk menghitung waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 ke titik P

                                                                                    adalah (l- x)v sementara itu waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik 0 menuju

                                                                                    titik P setelah gelombang mengalami pemantulan adalah(l+x)v kita dapat mengambil persamaan

                                                                                    dari gelombang dating dan gelombang pantul sebagai berikut

                                                                                    y1= A sin 2πT (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                    y2= A sin 2πT (t- (l+x)v+ 1800) untuk gelombang pantul

                                                                                    Keterangan

                                                                                    a Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang terikat

                                                                                    b Gambar pemantulan gelombang pada ujung tali yang dapat bergerak bebas

                                                                                    sehingga untuk hasil interferensi gelombang datang dan gelombang pantul di titik P yang berjarak x

                                                                                    dari ujung terikat adalah sebagai berikut

                                                                                    y = y1+ y2

                                                                                    =A sin 2π (tT- (l-x)λ)+ A sin2π(tT- (1+x)λ+ 1800 )

                                                                                    Dengan menggunakan aturan sinus maka penyederhanaan rumus menjadi

                                                                                    sin A + sin B = 2 sin 12 (A+B) - cos12 (A-B)

                                                                                    Menjadi

                                                                                    y= 2 A sin (2π xλ ) cos 2π (tT - lλ)

                                                                                    y= 2 A sin kx cos (2πT t - 2πlλ)

                                                                                    Rumus interferensi

                                                                                    y= 2 A sin kx cos (ωt- 2πlλ)

                                                                                    Keterangan

                                                                                    A = amplitude gelombang datang atau pantul (m)

                                                                                    k = 2πλ

                                                                                    ω = 2πT (rads)

                                                                                    l = panjang tali (m)

                                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                                    λ = panjang gelombang (m)

                                                                                    t = waktu sesaat (s)

                                                                                    Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                                    Ap = 2 A sin kx

                                                                                    Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                                    gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                                    Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                                    amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                                    tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                                    Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                                    S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                                    =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                                    Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                                    P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                                    =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                                    Superposisi gelombang

                                                                                    Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                                    akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                                    simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                                    sebuah gelombang baru

                                                                                    Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                                    y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                                    Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                                    Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                                    y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                    Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                    Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                                    Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                                    Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                                    y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                                    y = y1 + y2

                                                                                    = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                                    y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                                    Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                                    y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                                    Dengan

                                                                                    As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                                    bebas

                                                                                    Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                                    sebagai berikut

                                                                                    Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                                    x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                                    x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                                    helliphellip

                                                                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                                    Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                                    x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                                    x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                                    helliphellip

                                                                                    Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                                    Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                    y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                                    y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                                    Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                                    y = y1 + y2

                                                                                    y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                                    Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                                    sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                                    y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                                    Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                                    As = 2A sin2π(xλ)

                                                                                    Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                                    1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                                    karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                                    Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                                    Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                                    x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                                    2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                                    yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                    Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                                    Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                                    x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                                    Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                    membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                    tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                    kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                    hilang)

                                                                                    Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                    ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                    bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                    ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                    sumber

                                                                                    Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                    yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                    dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                    frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                    Jadi

                                                                                    1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                    pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                    2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                    maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                    3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                    VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                    fs

                                                                                    Hal ini disebabkan

                                                                                    1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                    2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    1 1

                                                                                    s p

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                    Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                    Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                    sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                    vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                    vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                    sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                    Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                    ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                    gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                    cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                    frekuensi

                                                                                    Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                    bentuk

                                                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    ps

                                                                                    s p

                                                                                    ff

                                                                                    v v v v

                                                                                    p

                                                                                    p ss

                                                                                    v vf f

                                                                                    v v

                                                                                    pp s

                                                                                    s

                                                                                    v vf f

                                                                                    v v

                                                                                    Efek Doppler

                                                                                    V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                    VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                    VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                    fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                    fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                    Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    1 Optika Geometri

                                                                                    a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                    Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                    bidang datar

                                                                                    Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                    b Cermin Datar

                                                                                    Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                    Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                    n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                    = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                    c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                    Ketentuan

                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                    Catatan

                                                                                    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                    sebagai berikut

                                                                                    e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    i = sudut datang

                                                                                    r = sudut bias

                                                                                    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                    nud = indeks bias udara = 1

                                                                                    2 Optika Fisik

                                                                                    a Sudut Dispersi

                                                                                    Q = Du - Dm

                                                                                    Q = sudut disperse

                                                                                    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                    b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                    = panjang gelombang cahaya

                                                                                    d = jarak antar celah

                                                                                    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                    L = jarak celah ke layar

                                                                                    k = 123 hellip dst

                                                                                    c Celah Tunggal

                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                    = sudut deviasi

                                                                                    d Difraksi Kisi

                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                    e Selaput Tipis

                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                    n = indeks bias selaput tipis

                                                                                    d = tebal selaput tipis

                                                                                    r = sudut bias

                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    f Polarisasi

                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                    vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                    tongkat penggembala

                                                                                    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                    Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    A Relativitas

                                                                                    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                    koordinat

                                                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                    batang

                                                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                    V = kecepatan pengamat

                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                    U = kecepatan pengamat

                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                    E = m C2

                                                                                    E = energi yang timbul

                                                                                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                    B Teori Kuantum

                                                                                    E = h f

                                                                                    E = kuantum energi dalam joule

                                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                    fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                    me= massa elektron (kg)

                                                                                    Vo = kecepatan elektron

                                                                                    hf = W + Ek

                                                                                    hf = energi foton yang datang

                                                                                    W = energi pelepasan elektron

                                                                                    Ek = energi kinetik electron

                                                                                    ATOM BOHR

                                                                                    1048708 Postulat Bohr

                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                    dipancarkan mempunyai energi

                                                                                    GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                    1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                    oleh Davisson amp Germer

                                                                                    = panjang gelombang de Broglie

                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    = massa partikel

                                                                                    = kecepatan partikel

                                                                                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                    = momentum foton

                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                    = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                    = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                    = sudut penyimpangan foton

                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                    kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                    E = Energi

                                                                                    h = tetapan Planck

                                                                                    f = frekwensi

                                                                                    c = kecepatan cahaya

                                                                                    v = kecepatan

                                                                                    a = energi ambang

                                                                                    m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                    p = momentum

                                                                                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                    Hypotesa de Broglie

                                                                                    Hamburan Compton

                                                                                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Catatan penting

                                                                                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                    Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                    diperhitungkan

                                                                                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                    masalah kelangkaan energi

                                                                                    Fisi Nuklir

                                                                                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                    yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                    Reaktor Nuklir

                                                                                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                    batang kendali dan perisai beton

                                                                                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                    reaktor

                                                                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                    diizinkan

                                                                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                    reaktor

                                                                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                    air bertekanan

                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                    Hukum Ohm

                                                                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                    pada rangkaian yang

                                                                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                    ditulis

                                                                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                    Hukum Kirchoff

                                                                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                    arus listrik

                                                                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                    Maka diperoleh persamaan

                                                                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                    I masuk = I keluar

                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                    Rangkaian Seri

                                                                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                    VAC = IR1 + IR2

                                                                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                    Rangkaian Paralel

                                                                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                    diperoleh persamaan

                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                    yang lain tetap menyala

                                                                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                    dirumuskan

                                                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                    Rp = R n

                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Listrik Statis

                                                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Rangkaian Majemuk

                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                    turun

                                                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                    arah arus yang melaluinya

                                                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                                                    Usaha Listrik

                                                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                    muatan itu

                                                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                    positif

                                                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                    t

                                                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                    Kapasitansi

                                                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                    rumus dapat ditulis

                                                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                    disederhanakan

                                                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                    paralel

                                                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Rangkaian kapasitor

                                                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                    Rangkaian R

                                                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                    Rangkaian C

                                                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                                                    Rangkaian L

                                                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                    =+90deg

                                                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                    menurut hubungan

                                                                                    di sini T dalam detik

                                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                    sama

                                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Medan Magnet

                                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                    ini

                                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                                    Yang mana

                                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                    (GGL induksi)

                                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                    untuk trafo ideal

                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                    praktikal

                                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                    listriknya

                                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                            • Hukum Ohm
                                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                                      Efek Doppler

                                                                                      x = letak titik terjadinya interferensi dari ujung terikat (m)

                                                                                      λ = panjang gelombang (m)

                                                                                      t = waktu sesaat (s)

                                                                                      Ap = besar amplitude gelombang stasioner (AP)

                                                                                      Ap = 2 A sin kx

                                                                                      Jika kita perhatikan gambar pemantulan gelombang diatas gelombang yang terbentuk adalah

                                                                                      gelombang transversal yang memiliki bagian ndash bagian diantaranya perut dan simpul gelombang

                                                                                      Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum sedangkan simpul gelombang terjadi saat

                                                                                      amplitudonya minimum Dengan demikian kita akan dapat mencari letak titik yang merupakan

                                                                                      tempat terjadinya perut atau simpul gelombang

                                                                                      Tempat simpul (S) dari ujung pemantulan

                                                                                      S=012 λλ32 λ2λdan seterusnya

                                                                                      =n (12 λ)dengan n=0123hellip

                                                                                      Tempat perut (P) dari ujung pemantulan

                                                                                      P= 14 λ34 λ54 λ74 λdan seterusnya

                                                                                      =(2n-1)[14 λ]dengan n=123hellip

                                                                                      Superposisi gelombang

                                                                                      Jika ada dua gelombang yang merambat pada medium yang sama gelombang-gelombang tersebut

                                                                                      akan dating di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang Artinya

                                                                                      simpangan gelombang ndash gelombang tersebut disetiap titik dapat dijumlahkan sehingga menghasilkan

                                                                                      sebuah gelombang baru

                                                                                      Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan sebagai berikut

                                                                                      y1 = A sin ωt y2 = A sin (ωt+ ∆θ)

                                                                                      Kedua gelombang tersebut memiliki perbedaan sudut fase sebesar Δθ

                                                                                      Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah

                                                                                      y = 2 A sin (ωt+ ∆θ2) cos(∆θ2)

                                                                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                      Dengan 2A cos (∆θ2) disebut sebagai amplitude gelombang hasil superposisi

                                                                                      Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

                                                                                      Pada gelombang stasioner pada ujung bebas gelombang pantul tidak mengalami pembalikan fase

                                                                                      Persamaan gelombang di titik P dapat dituliskan seperti berikut

                                                                                      y1=A sin〖2πT 〗 (t- (l-x)v) untuk gelombang datang

                                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Efek Doppler

                                                                                      y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                                      y = y1 + y2

                                                                                      = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                                      y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                                      Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                                      y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                                      Dengan

                                                                                      As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                                      bebas

                                                                                      Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                                      sebagai berikut

                                                                                      Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                                      x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                                      x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                                      helliphellip

                                                                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                                      Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                                      x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                                      x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                                      helliphellip

                                                                                      Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                                      Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                      y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                                      y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                                      Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                                      y = y1 + y2

                                                                                      y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                                      Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                                      sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Efek Doppler

                                                                                      Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                                      y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                                      Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                                      As = 2A sin2π(xλ)

                                                                                      Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                                      1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                                      karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                                      Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                                      Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                                      x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                                      2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                                      yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                      Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                                      Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                                      x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                                      Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Efek Doppler

                                                                                      Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                      membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                      tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                      kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                      hilang)

                                                                                      Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                      ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                      bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                      ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                      sumber

                                                                                      Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                      yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                      dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                      frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                      Jadi

                                                                                      1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                      pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                      2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                      maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                      3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                      VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                      fs

                                                                                      Hal ini disebabkan

                                                                                      1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                      2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      1 1

                                                                                      s p

                                                                                      Efek Doppler

                                                                                      Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                      Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                      Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                      sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                      vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                      vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                      sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                      Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                      ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                      gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                      cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                      frekuensi

                                                                                      Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                      bentuk

                                                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      ps

                                                                                      s p

                                                                                      ff

                                                                                      v v v v

                                                                                      p

                                                                                      p ss

                                                                                      v vf f

                                                                                      v v

                                                                                      pp s

                                                                                      s

                                                                                      v vf f

                                                                                      v v

                                                                                      Efek Doppler

                                                                                      V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                      VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                      VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                      fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                      fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                      Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      1 Optika Geometri

                                                                                      a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                      Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                      bidang datar

                                                                                      Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                      b Cermin Datar

                                                                                      Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                      Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                      n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                      = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                      c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                      Ketentuan

                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                      dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                      d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                      Catatan

                                                                                      Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                      cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                      sebagai berikut

                                                                                      e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      i = sudut datang

                                                                                      r = sudut bias

                                                                                      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                      nud = indeks bias udara = 1

                                                                                      2 Optika Fisik

                                                                                      a Sudut Dispersi

                                                                                      Q = Du - Dm

                                                                                      Q = sudut disperse

                                                                                      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                      b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                      = panjang gelombang cahaya

                                                                                      d = jarak antar celah

                                                                                      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                      L = jarak celah ke layar

                                                                                      k = 123 hellip dst

                                                                                      c Celah Tunggal

                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                      = sudut deviasi

                                                                                      d Difraksi Kisi

                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                      e Selaput Tipis

                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                      n = indeks bias selaput tipis

                                                                                      d = tebal selaput tipis

                                                                                      r = sudut bias

                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      f Polarisasi

                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                      vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                      tongkat penggembala

                                                                                      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                      Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      A Relativitas

                                                                                      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                      koordinat

                                                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                      batang

                                                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                      V = kecepatan pengamat

                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                      U = kecepatan pengamat

                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                      E = m C2

                                                                                      E = energi yang timbul

                                                                                      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                      B Teori Kuantum

                                                                                      E = h f

                                                                                      E = kuantum energi dalam joule

                                                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                      fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                      me= massa elektron (kg)

                                                                                      Vo = kecepatan elektron

                                                                                      hf = W + Ek

                                                                                      hf = energi foton yang datang

                                                                                      W = energi pelepasan elektron

                                                                                      Ek = energi kinetik electron

                                                                                      ATOM BOHR

                                                                                      1048708 Postulat Bohr

                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                      dipancarkan mempunyai energi

                                                                                      GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                      1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                      oleh Davisson amp Germer

                                                                                      = panjang gelombang de Broglie

                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      = massa partikel

                                                                                      = kecepatan partikel

                                                                                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                      = momentum foton

                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                      = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                      = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                      = sudut penyimpangan foton

                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                      kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                      E = Energi

                                                                                      h = tetapan Planck

                                                                                      f = frekwensi

                                                                                      c = kecepatan cahaya

                                                                                      v = kecepatan

                                                                                      a = energi ambang

                                                                                      m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                      p = momentum

                                                                                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                      Hypotesa de Broglie

                                                                                      Hamburan Compton

                                                                                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Catatan penting

                                                                                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                      Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                      diperhitungkan

                                                                                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                      masalah kelangkaan energi

                                                                                      Fisi Nuklir

                                                                                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                      yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                      Reaktor Nuklir

                                                                                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                      batang kendali dan perisai beton

                                                                                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                      reaktor

                                                                                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                      diizinkan

                                                                                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                      reaktor

                                                                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                      air bertekanan

                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                      Hukum Ohm

                                                                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                      pada rangkaian yang

                                                                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                      ditulis

                                                                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                      Hukum Kirchoff

                                                                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                      arus listrik

                                                                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                      Maka diperoleh persamaan

                                                                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                      I masuk = I keluar

                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                      Rangkaian Seri

                                                                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                      VAC = IR1 + IR2

                                                                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                      Rangkaian Paralel

                                                                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                      diperoleh persamaan

                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                      yang lain tetap menyala

                                                                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                      dirumuskan

                                                                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                      Rp = R n

                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Listrik Statis

                                                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Rangkaian Majemuk

                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                      turun

                                                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                      arah arus yang melaluinya

                                                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                                                      Usaha Listrik

                                                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                      muatan itu

                                                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                      positif

                                                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                      t

                                                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                      Kapasitansi

                                                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                      rumus dapat ditulis

                                                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                      disederhanakan

                                                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                      paralel

                                                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Rangkaian kapasitor

                                                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                      Rangkaian R

                                                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                      Rangkaian C

                                                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                                                      Rangkaian L

                                                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                      =+90deg

                                                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                      menurut hubungan

                                                                                      di sini T dalam detik

                                                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                      sama

                                                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                      resistor R ialah I2R

                                                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                      henry dan f dalam hertz

                                                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Medan Magnet

                                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                      ini

                                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                                      Yang mana

                                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                      (GGL induksi)

                                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                      untuk trafo ideal

                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                      praktikal

                                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                      listriknya

                                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                              • Hukum Ohm
                                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                                        Efek Doppler

                                                                                        y2=A sin〖2πT 〗 (t- (l+x)v) untuk gelombang pantul

                                                                                        y = y1 + y2

                                                                                        = A sin 2πT (t- (l-x)v) + A sin 2πT (t- (l+x)v)

                                                                                        y = 2 A cos kx sin2π(tT- 1λ)

                                                                                        Rumus interferensi antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas adalah

                                                                                        y=2 A cos 2π (xλ) sin2π(tT- lλ)

                                                                                        Dengan

                                                                                        As=2A cos2π(xλ) disebut sebagai amplitude superposisi gelombang pada pemantulan ujung tali

                                                                                        bebas

                                                                                        Ap = 2 A cos kx adalah amplitudo gelombang stasioner

                                                                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum yang secara matematis dapat ditulis

                                                                                        sebagai berikut

                                                                                        Ap maksimum saat cos〖(2π

                                                                                        x)( λ)〗= plusmn1 sehingga

                                                                                        x= (2n) 14 λdengan n = 0123

                                                                                        helliphellip

                                                                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudo gelombang minimum ditulis sebagai berikut

                                                                                        Ap minimum saat cos〖(2π

                                                                                        x)( λ)〗=0 sehingga

                                                                                        x= (2n +1) 14 λdengan n = 0123

                                                                                        helliphellip

                                                                                        Gelombang stasioner pada ujung terikat

                                                                                        Persamaan gelombang datang dan gelombang pantul dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                        y1= A sin2π (tT- (l-x)λ) untuk gelombang datang

                                                                                        y2= A sin2π (tT- (l+x)λ) untuk gelombang pantul

                                                                                        Superposisi gelombang datang dan gelombang pantul di titik q akan menjadi

                                                                                        y = y1 + y2

                                                                                        y=A sin 2π (tT- (l-x)λ) - A sin2π(t(T ) ndash (l+x)λ)

                                                                                        Dengan menggunakan aturan pengurangan sinus

                                                                                        sinα - sinβ = 2 sin 12 (α-β) cos12 (α+β)

                                                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Efek Doppler

                                                                                        Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                                        y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                                        Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                                        As = 2A sin2π(xλ)

                                                                                        Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                                        1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                                        karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                                        Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                                        Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                                        x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                                        2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                                        yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                        Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                                        Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                                        x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                                        Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Efek Doppler

                                                                                        Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                        membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                        tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                        kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                        hilang)

                                                                                        Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                        ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                        bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                        ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                        sumber

                                                                                        Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                        yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                        dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                        frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                        Jadi

                                                                                        1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                        pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                        2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                        maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                        3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                        VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                        fs

                                                                                        Hal ini disebabkan

                                                                                        1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                        2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        1 1

                                                                                        s p

                                                                                        Efek Doppler

                                                                                        Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                        Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                        Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                        sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                        vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                        vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                        sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                        Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                        ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                        gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                        cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                        frekuensi

                                                                                        Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                        bentuk

                                                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        ps

                                                                                        s p

                                                                                        ff

                                                                                        v v v v

                                                                                        p

                                                                                        p ss

                                                                                        v vf f

                                                                                        v v

                                                                                        pp s

                                                                                        s

                                                                                        v vf f

                                                                                        v v

                                                                                        Efek Doppler

                                                                                        V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                        VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                        VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                        fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                        fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                        Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        1 Optika Geometri

                                                                                        a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                        Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                        bidang datar

                                                                                        Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                        b Cermin Datar

                                                                                        Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                        Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                        n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                        = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                        c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                        Ketentuan

                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                        dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                        d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                        Catatan

                                                                                        Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                        cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                        sebagai berikut

                                                                                        e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        i = sudut datang

                                                                                        r = sudut bias

                                                                                        n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                        V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                        nud = indeks bias udara = 1

                                                                                        2 Optika Fisik

                                                                                        a Sudut Dispersi

                                                                                        Q = Du - Dm

                                                                                        Q = sudut disperse

                                                                                        Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                        b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                        = panjang gelombang cahaya

                                                                                        d = jarak antar celah

                                                                                        p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                        L = jarak celah ke layar

                                                                                        k = 123 hellip dst

                                                                                        c Celah Tunggal

                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                        = sudut deviasi

                                                                                        d Difraksi Kisi

                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                        e Selaput Tipis

                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                        n = indeks bias selaput tipis

                                                                                        d = tebal selaput tipis

                                                                                        r = sudut bias

                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        f Polarisasi

                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                        vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                        tongkat penggembala

                                                                                        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                        Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        A Relativitas

                                                                                        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                        koordinat

                                                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                        batang

                                                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                        V = kecepatan pengamat

                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                        U = kecepatan pengamat

                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                        E = m C2

                                                                                        E = energi yang timbul

                                                                                        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                        B Teori Kuantum

                                                                                        E = h f

                                                                                        E = kuantum energi dalam joule

                                                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                        fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                        me= massa elektron (kg)

                                                                                        Vo = kecepatan elektron

                                                                                        hf = W + Ek

                                                                                        hf = energi foton yang datang

                                                                                        W = energi pelepasan elektron

                                                                                        Ek = energi kinetik electron

                                                                                        ATOM BOHR

                                                                                        1048708 Postulat Bohr

                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                        dipancarkan mempunyai energi

                                                                                        GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                        1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                        oleh Davisson amp Germer

                                                                                        = panjang gelombang de Broglie

                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        = massa partikel

                                                                                        = kecepatan partikel

                                                                                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                        = momentum foton

                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                        = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                        = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                        = sudut penyimpangan foton

                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                        kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                        E = Energi

                                                                                        h = tetapan Planck

                                                                                        f = frekwensi

                                                                                        c = kecepatan cahaya

                                                                                        v = kecepatan

                                                                                        a = energi ambang

                                                                                        m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                        p = momentum

                                                                                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                        Hypotesa de Broglie

                                                                                        Hamburan Compton

                                                                                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Catatan penting

                                                                                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                        Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                        diperhitungkan

                                                                                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                        masalah kelangkaan energi

                                                                                        Fisi Nuklir

                                                                                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                        yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                        Reaktor Nuklir

                                                                                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                        batang kendali dan perisai beton

                                                                                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                        reaktor

                                                                                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                        diizinkan

                                                                                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                        reaktor

                                                                                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                        air bertekanan

                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                        Hukum Ohm

                                                                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                        pada rangkaian yang

                                                                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                        ditulis

                                                                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                        Hukum Kirchoff

                                                                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                        arus listrik

                                                                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                        Maka diperoleh persamaan

                                                                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                        I masuk = I keluar

                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                        Rangkaian Seri

                                                                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                        VAC = IR1 + IR2

                                                                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                        Rangkaian Paralel

                                                                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                        diperoleh persamaan

                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                        yang lain tetap menyala

                                                                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                        dirumuskan

                                                                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                        Rp = R n

                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Listrik Statis

                                                                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Rangkaian Majemuk

                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                        turun

                                                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                        arah arus yang melaluinya

                                                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                                                        Usaha Listrik

                                                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                        muatan itu

                                                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                        positif

                                                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                        t

                                                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                        Kapasitansi

                                                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                        rumus dapat ditulis

                                                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                        disederhanakan

                                                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                        paralel

                                                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Rangkaian kapasitor

                                                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                        Rangkaian R

                                                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                        Rangkaian C

                                                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                                                        Rangkaian L

                                                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                        =+90deg

                                                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                        menurut hubungan

                                                                                        di sini T dalam detik

                                                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                        sama

                                                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                        resistor R ialah I2R

                                                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                        henry dan f dalam hertz

                                                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Medan Magnet

                                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                        ini

                                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                                        Yang mana

                                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                        (GGL induksi)

                                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                        untuk trafo ideal

                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                        praktikal

                                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                        listriknya

                                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                                          Efek Doppler

                                                                                          Persamaan gelombang superposisinya menjadi

                                                                                          y = 2 A sin 2π(xλ) cos2π (tT- lλ)

                                                                                          Amplitudo superposisi gelombangnya adalah

                                                                                          As = 2A sin2π(xλ)

                                                                                          Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat

                                                                                          1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum

                                                                                          karenanya dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut

                                                                                          Ap=2 A sin 2πλ x

                                                                                          Ap maksimum terjadi saat sin 2πλ x= plusmn1 sehingga

                                                                                          x= (2n+1) 14 λdengan n=0123helliphellip

                                                                                          2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum

                                                                                          yang dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                          Ap=2 A sin(2πλ) x

                                                                                          Ap minimum terjadi saat sin 2πλ x = 0 sehingga

                                                                                          x = (2n) 14 λdengan n=0123hellip

                                                                                          Gelombang Stasioner Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Efek Doppler

                                                                                          Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                          membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                          tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                          kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                          hilang)

                                                                                          Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                          ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                          bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                          ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                          sumber

                                                                                          Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                          yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                          dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                          frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                          Jadi

                                                                                          1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                          pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                          2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                          maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                          3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                          VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                          fs

                                                                                          Hal ini disebabkan

                                                                                          1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                          2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          1 1

                                                                                          s p

                                                                                          Efek Doppler

                                                                                          Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                          Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                          Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                          sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                          vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                          vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                          sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                          Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                          ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                          gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                          cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                          frekuensi

                                                                                          Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                          bentuk

                                                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          ps

                                                                                          s p

                                                                                          ff

                                                                                          v v v v

                                                                                          p

                                                                                          p ss

                                                                                          v vf f

                                                                                          v v

                                                                                          pp s

                                                                                          s

                                                                                          v vf f

                                                                                          v v

                                                                                          Efek Doppler

                                                                                          V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                          VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                          VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                          fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                          fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                          Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          1 Optika Geometri

                                                                                          a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                          Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                          bidang datar

                                                                                          Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                          b Cermin Datar

                                                                                          Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                          Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                          n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                          = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                          c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                          Ketentuan

                                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                          dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                          d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                          Catatan

                                                                                          Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                          cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                          sebagai berikut

                                                                                          e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          i = sudut datang

                                                                                          r = sudut bias

                                                                                          n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                          V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                          nud = indeks bias udara = 1

                                                                                          2 Optika Fisik

                                                                                          a Sudut Dispersi

                                                                                          Q = Du - Dm

                                                                                          Q = sudut disperse

                                                                                          Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                          b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                          = panjang gelombang cahaya

                                                                                          d = jarak antar celah

                                                                                          p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                          L = jarak celah ke layar

                                                                                          k = 123 hellip dst

                                                                                          c Celah Tunggal

                                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                          = sudut deviasi

                                                                                          d Difraksi Kisi

                                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                          e Selaput Tipis

                                                                                          Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                          Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                          n = indeks bias selaput tipis

                                                                                          d = tebal selaput tipis

                                                                                          r = sudut bias

                                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          f Polarisasi

                                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                          vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                          tongkat penggembala

                                                                                          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                          Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          A Relativitas

                                                                                          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                          koordinat

                                                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                          batang

                                                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                          V = kecepatan pengamat

                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                          U = kecepatan pengamat

                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                          E = m C2

                                                                                          E = energi yang timbul

                                                                                          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                          B Teori Kuantum

                                                                                          E = h f

                                                                                          E = kuantum energi dalam joule

                                                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                          fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                          me= massa elektron (kg)

                                                                                          Vo = kecepatan elektron

                                                                                          hf = W + Ek

                                                                                          hf = energi foton yang datang

                                                                                          W = energi pelepasan elektron

                                                                                          Ek = energi kinetik electron

                                                                                          ATOM BOHR

                                                                                          1048708 Postulat Bohr

                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                          dipancarkan mempunyai energi

                                                                                          GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                          1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                          oleh Davisson amp Germer

                                                                                          = panjang gelombang de Broglie

                                                                                          = konstanta Planck

                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          = massa partikel

                                                                                          = kecepatan partikel

                                                                                          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                          = momentum foton

                                                                                          = konstanta Planck

                                                                                          = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                          = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                          = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                          = konstanta Planck

                                                                                          = sudut penyimpangan foton

                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                          kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                          E = Energi

                                                                                          h = tetapan Planck

                                                                                          f = frekwensi

                                                                                          c = kecepatan cahaya

                                                                                          v = kecepatan

                                                                                          a = energi ambang

                                                                                          m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                          p = momentum

                                                                                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                          Hypotesa de Broglie

                                                                                          Hamburan Compton

                                                                                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Catatan penting

                                                                                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                          Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                          diperhitungkan

                                                                                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                          masalah kelangkaan energi

                                                                                          Fisi Nuklir

                                                                                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                          yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                          Reaktor Nuklir

                                                                                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                          batang kendali dan perisai beton

                                                                                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                          reaktor

                                                                                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                          diizinkan

                                                                                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                          reaktor

                                                                                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                          air bertekanan

                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                          Hukum Ohm

                                                                                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                          pada rangkaian yang

                                                                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                          ditulis

                                                                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                          Hukum Kirchoff

                                                                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                          arus listrik

                                                                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                          Maka diperoleh persamaan

                                                                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                          I masuk = I keluar

                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                          Rangkaian Seri

                                                                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                          VAC = IR1 + IR2

                                                                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                          Rangkaian Paralel

                                                                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                          diperoleh persamaan

                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                          yang lain tetap menyala

                                                                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                          dirumuskan

                                                                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                          Rp = R n

                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Listrik Statis

                                                                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Rangkaian Majemuk

                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                          turun

                                                                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                          arah arus yang melaluinya

                                                                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                                                          Usaha Listrik

                                                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                          muatan itu

                                                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                          positif

                                                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                          t

                                                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                          Kapasitansi

                                                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                          rumus dapat ditulis

                                                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                          disederhanakan

                                                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                          paralel

                                                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Rangkaian kapasitor

                                                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                          Rangkaian R

                                                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                          Rangkaian C

                                                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                                                          Rangkaian L

                                                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                          =+90deg

                                                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                          menurut hubungan

                                                                                          di sini T dalam detik

                                                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                          sama

                                                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                          resistor R ialah I2R

                                                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                          henry dan f dalam hertz

                                                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Medan Magnet

                                                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                          ini

                                                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                          1 Induksi Magnetik

                                                                                          Hukum Biot-Savart

                                                                                          Yang mana

                                                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                          (GGL induksi)

                                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                          untuk trafo ideal

                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                          praktikal

                                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                          listriknya

                                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                                            Efek Doppler

                                                                                            Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil

                                                                                            membunyikan sirine kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin

                                                                                            tinggi Kemudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi

                                                                                            kita nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya

                                                                                            hilang)

                                                                                            Dari ilustrasi diatas kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal

                                                                                            ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar

                                                                                            bergerak relatif satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka frekuensi yang

                                                                                            ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh

                                                                                            sumber

                                                                                            Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka frekuensi

                                                                                            yang ditangkap pengamat (fp) akan lebih besar dari frekuensi sumber bunyi (fs)

                                                                                            dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi maka

                                                                                            frekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari frekuensi sumber bunyi

                                                                                            Jadi

                                                                                            1 Jika sumber bunyi dan pendengan diam maka frekuensi yang diterima

                                                                                            pendengar ( fP ) sama dengan frekensi sumber bunyi (fS)

                                                                                            2 Sumber bunyi mendekati pengamat (yang diam) dengan kecepatan VS

                                                                                            maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih tinggi dari fs

                                                                                            3 Setelah sumber bunyi melewati pengamat (yang diam) dengan kecepatan

                                                                                            VS maka frekuensi gelombang yang diamati pengamat lebih rendah dari

                                                                                            fs

                                                                                            Hal ini disebabkan

                                                                                            1 Panjang gelombang saat sumber mendekat lebih pendek

                                                                                            2 Analog diatas panjang gelombang saat pengamat mendekat lebih pendek

                                                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            1 1

                                                                                            s p

                                                                                            Efek Doppler

                                                                                            Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                            Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                            Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                            sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                            vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                            vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                            sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                            Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                            ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                            gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                            cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                            frekuensi

                                                                                            Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                            bentuk

                                                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            ps

                                                                                            s p

                                                                                            ff

                                                                                            v v v v

                                                                                            p

                                                                                            p ss

                                                                                            v vf f

                                                                                            v v

                                                                                            pp s

                                                                                            s

                                                                                            v vf f

                                                                                            v v

                                                                                            Efek Doppler

                                                                                            V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                            VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                            VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                            fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                            fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                            Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            1 Optika Geometri

                                                                                            a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                            Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                            bidang datar

                                                                                            Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                            b Cermin Datar

                                                                                            Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                            Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                            n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                            = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                            c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                            Ketentuan

                                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                            dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                            d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                            Catatan

                                                                                            Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                            cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                            sebagai berikut

                                                                                            e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            i = sudut datang

                                                                                            r = sudut bias

                                                                                            n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                            V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                            nud = indeks bias udara = 1

                                                                                            2 Optika Fisik

                                                                                            a Sudut Dispersi

                                                                                            Q = Du - Dm

                                                                                            Q = sudut disperse

                                                                                            Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                            b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                            = panjang gelombang cahaya

                                                                                            d = jarak antar celah

                                                                                            p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                            L = jarak celah ke layar

                                                                                            k = 123 hellip dst

                                                                                            c Celah Tunggal

                                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                            = sudut deviasi

                                                                                            d Difraksi Kisi

                                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                            e Selaput Tipis

                                                                                            Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                            Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                            n = indeks bias selaput tipis

                                                                                            d = tebal selaput tipis

                                                                                            r = sudut bias

                                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            f Polarisasi

                                                                                            Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                            vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                            tongkat penggembala

                                                                                            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                            Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            A Relativitas

                                                                                            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                            koordinat

                                                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                            batang

                                                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                            V = kecepatan pengamat

                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                            U = kecepatan pengamat

                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                            E = m C2

                                                                                            E = energi yang timbul

                                                                                            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                            B Teori Kuantum

                                                                                            E = h f

                                                                                            E = kuantum energi dalam joule

                                                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                            fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                            me= massa elektron (kg)

                                                                                            Vo = kecepatan elektron

                                                                                            hf = W + Ek

                                                                                            hf = energi foton yang datang

                                                                                            W = energi pelepasan elektron

                                                                                            Ek = energi kinetik electron

                                                                                            ATOM BOHR

                                                                                            1048708 Postulat Bohr

                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                            dipancarkan mempunyai energi

                                                                                            GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                            1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                            oleh Davisson amp Germer

                                                                                            = panjang gelombang de Broglie

                                                                                            = konstanta Planck

                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            = massa partikel

                                                                                            = kecepatan partikel

                                                                                            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                            = momentum foton

                                                                                            = konstanta Planck

                                                                                            = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                            = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                            = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                            = konstanta Planck

                                                                                            = sudut penyimpangan foton

                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                            kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                            E = Energi

                                                                                            h = tetapan Planck

                                                                                            f = frekwensi

                                                                                            c = kecepatan cahaya

                                                                                            v = kecepatan

                                                                                            a = energi ambang

                                                                                            m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                            p = momentum

                                                                                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                            Hypotesa de Broglie

                                                                                            Hamburan Compton

                                                                                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Catatan penting

                                                                                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                            Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                            diperhitungkan

                                                                                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                            masalah kelangkaan energi

                                                                                            Fisi Nuklir

                                                                                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                            yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                            Reaktor Nuklir

                                                                                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                            batang kendali dan perisai beton

                                                                                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                            reaktor

                                                                                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                            diizinkan

                                                                                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                            reaktor

                                                                                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                            air bertekanan

                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                            Hukum Ohm

                                                                                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                            pada rangkaian yang

                                                                                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                            Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                            ditulis

                                                                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                            Hukum Kirchoff

                                                                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                            arus listrik

                                                                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                            Maka diperoleh persamaan

                                                                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                            I masuk = I keluar

                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                            Rangkaian Seri

                                                                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                            VAC = IR1 + IR2

                                                                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                            Rangkaian Paralel

                                                                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                            diperoleh persamaan

                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                            yang lain tetap menyala

                                                                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                            dirumuskan

                                                                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                            Rp = R n

                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Listrik Statis

                                                                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Rangkaian Majemuk

                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                            turun

                                                                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                            arah arus yang melaluinya

                                                                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            Usaha dan Energi Listrik

                                                                                            Usaha Listrik

                                                                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                            muatan itu

                                                                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                            positif

                                                                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                            t

                                                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                            Kapasitansi

                                                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                            rumus dapat ditulis

                                                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                            disederhanakan

                                                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                            paralel

                                                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Rangkaian kapasitor

                                                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                            Rangkaian R

                                                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                            Rangkaian C

                                                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                                                            Rangkaian L

                                                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                            =+90deg

                                                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                            menurut hubungan

                                                                                            di sini T dalam detik

                                                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                            sama

                                                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                            resistor R ialah I2R

                                                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                            henry dan f dalam hertz

                                                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Medan Magnet

                                                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                            ini

                                                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                            1 Induksi Magnetik

                                                                                            Hukum Biot-Savart

                                                                                            Yang mana

                                                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                            5 Gaya Lorentz

                                                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                            (GGL induksi)

                                                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                                                            pp = daya primer (watt)

                                                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                            untuk trafo ideal

                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                            praktikal

                                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                            listriknya

                                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                                              Efek Doppler

                                                                                              Dari kedua kesimpulan diatas maka

                                                                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                              Vp= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                              Dengan analogi yang sama untuk sumber menjauh dan pengamat diam atau

                                                                                              sumber diam dan pengamat menjauh diperoleh

                                                                                              vp akan bertanda (+) bila pengamat bergerak mendekati sumber bunyi dan

                                                                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila ia bergerak menjauhi sumber bunyi

                                                                                              vs akan bertanda (+) bila sumber bunyi bergerak menjauhi pengamat dan

                                                                                              sebaliknya akan bertanda (-) bila sumber mendekati pengamat

                                                                                              Walaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara Efek Doppler

                                                                                              ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan

                                                                                              gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya) Efek Doppler untuk gelombang

                                                                                              cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan

                                                                                              frekuensi

                                                                                              Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam

                                                                                              bentuk

                                                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              ps

                                                                                              s p

                                                                                              ff

                                                                                              v v v v

                                                                                              p

                                                                                              p ss

                                                                                              v vf f

                                                                                              v v

                                                                                              pp s

                                                                                              s

                                                                                              v vf f

                                                                                              v v

                                                                                              Efek Doppler

                                                                                              V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                              VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                              VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                              fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                              fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                              Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              1 Optika Geometri

                                                                                              a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                              Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                              bidang datar

                                                                                              Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                              b Cermin Datar

                                                                                              Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                              Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                              n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                              = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                              c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                              Ketentuan

                                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                              dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                              d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                              Catatan

                                                                                              Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                              cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                              sebagai berikut

                                                                                              e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              i = sudut datang

                                                                                              r = sudut bias

                                                                                              n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                              V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                              nud = indeks bias udara = 1

                                                                                              2 Optika Fisik

                                                                                              a Sudut Dispersi

                                                                                              Q = Du - Dm

                                                                                              Q = sudut disperse

                                                                                              Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                              b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                              = panjang gelombang cahaya

                                                                                              d = jarak antar celah

                                                                                              p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                              L = jarak celah ke layar

                                                                                              k = 123 hellip dst

                                                                                              c Celah Tunggal

                                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                              = sudut deviasi

                                                                                              d Difraksi Kisi

                                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                              e Selaput Tipis

                                                                                              Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                              Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                              n = indeks bias selaput tipis

                                                                                              d = tebal selaput tipis

                                                                                              r = sudut bias

                                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              f Polarisasi

                                                                                              Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                              magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                              vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                              ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                              sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                              Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                              Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                              Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                              tongkat penggembala

                                                                                              Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                              udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                              Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                              Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                              listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                              lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                              dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                              Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                              paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                              perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                              Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                              Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              A Relativitas

                                                                                              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                              koordinat

                                                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                              batang

                                                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                              V = kecepatan pengamat

                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                              U = kecepatan pengamat

                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                              E = m C2

                                                                                              E = energi yang timbul

                                                                                              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                              B Teori Kuantum

                                                                                              E = h f

                                                                                              E = kuantum energi dalam joule

                                                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                              fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                              me= massa elektron (kg)

                                                                                              Vo = kecepatan elektron

                                                                                              hf = W + Ek

                                                                                              hf = energi foton yang datang

                                                                                              W = energi pelepasan elektron

                                                                                              Ek = energi kinetik electron

                                                                                              ATOM BOHR

                                                                                              1048708 Postulat Bohr

                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                              dipancarkan mempunyai energi

                                                                                              GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                              1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                              oleh Davisson amp Germer

                                                                                              = panjang gelombang de Broglie

                                                                                              = konstanta Planck

                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              = massa partikel

                                                                                              = kecepatan partikel

                                                                                              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                              = momentum foton

                                                                                              = konstanta Planck

                                                                                              = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                              = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                              = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                              = konstanta Planck

                                                                                              = sudut penyimpangan foton

                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                              kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                              E = Energi

                                                                                              h = tetapan Planck

                                                                                              f = frekwensi

                                                                                              c = kecepatan cahaya

                                                                                              v = kecepatan

                                                                                              a = energi ambang

                                                                                              m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                              p = momentum

                                                                                              p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                              Hypotesa de Broglie

                                                                                              Hamburan Compton

                                                                                              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Catatan penting

                                                                                              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                              Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                              diperhitungkan

                                                                                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                              masalah kelangkaan energi

                                                                                              Fisi Nuklir

                                                                                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                              yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                              Reaktor Nuklir

                                                                                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                              batang kendali dan perisai beton

                                                                                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                              reaktor

                                                                                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                              diizinkan

                                                                                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                              reaktor

                                                                                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                              air bertekanan

                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                              Hukum Ohm

                                                                                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                              pada rangkaian yang

                                                                                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                              Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                              ditulis

                                                                                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                              Hukum Kirchoff

                                                                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                              arus listrik

                                                                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                              Maka diperoleh persamaan

                                                                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                              I masuk = I keluar

                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                              Rangkaian Seri

                                                                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                              VAC = IR1 + IR2

                                                                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                              Rangkaian Paralel

                                                                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                              diperoleh persamaan

                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                              yang lain tetap menyala

                                                                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                              dirumuskan

                                                                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                              Rp = R n

                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Listrik Statis

                                                                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Rangkaian Majemuk

                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                              turun

                                                                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                              arah arus yang melaluinya

                                                                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              Usaha dan Energi Listrik

                                                                                              Usaha Listrik

                                                                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                              muatan itu

                                                                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                              positif

                                                                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                              t

                                                                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                              Kapasitansi

                                                                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                              rumus dapat ditulis

                                                                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                              disederhanakan

                                                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                              paralel

                                                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Rangkaian kapasitor

                                                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                              Rangkaian R

                                                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                              Rangkaian C

                                                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                                                              Rangkaian L

                                                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                              =+90deg

                                                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                              menurut hubungan

                                                                                              di sini T dalam detik

                                                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                              sama

                                                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                              resistor R ialah I2R

                                                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                              henry dan f dalam hertz

                                                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Medan Magnet

                                                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                              ini

                                                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                              1 Induksi Magnetik

                                                                                              Hukum Biot-Savart

                                                                                              Yang mana

                                                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                              5 Gaya Lorentz

                                                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                              (GGL induksi)

                                                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                                                              pp = daya primer (watt)

                                                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                              untuk trafo ideal

                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                              praktikal

                                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                              listriknya

                                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                Efek Doppler

                                                                                                V = Kecrambat bunyi di udara ( ms )

                                                                                                VP= Kec pendengar ( ms )

                                                                                                VS= Kec Sumber bunyi ( ms )

                                                                                                fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

                                                                                                fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

                                                                                                Bunyi dan Efek Doppler Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                1 Optika Geometri

                                                                                                a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                                Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                                bidang datar

                                                                                                Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                                b Cermin Datar

                                                                                                Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                                Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                                n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                                = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                                c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                                Ketentuan

                                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                                dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                                d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                                Catatan

                                                                                                Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                                cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                                sebagai berikut

                                                                                                e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                i = sudut datang

                                                                                                r = sudut bias

                                                                                                n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                                V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                                nud = indeks bias udara = 1

                                                                                                2 Optika Fisik

                                                                                                a Sudut Dispersi

                                                                                                Q = Du - Dm

                                                                                                Q = sudut disperse

                                                                                                Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                                b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                = panjang gelombang cahaya

                                                                                                d = jarak antar celah

                                                                                                p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                                L = jarak celah ke layar

                                                                                                k = 123 hellip dst

                                                                                                c Celah Tunggal

                                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                = sudut deviasi

                                                                                                d Difraksi Kisi

                                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                e Selaput Tipis

                                                                                                Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                n = indeks bias selaput tipis

                                                                                                d = tebal selaput tipis

                                                                                                r = sudut bias

                                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                f Polarisasi

                                                                                                Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                tongkat penggembala

                                                                                                Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                A Relativitas

                                                                                                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                koordinat

                                                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                batang

                                                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                V = kecepatan pengamat

                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                U = kecepatan pengamat

                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                E = m C2

                                                                                                E = energi yang timbul

                                                                                                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                B Teori Kuantum

                                                                                                E = h f

                                                                                                E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                me= massa elektron (kg)

                                                                                                Vo = kecepatan elektron

                                                                                                hf = W + Ek

                                                                                                hf = energi foton yang datang

                                                                                                W = energi pelepasan elektron

                                                                                                Ek = energi kinetik electron

                                                                                                ATOM BOHR

                                                                                                1048708 Postulat Bohr

                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                oleh Davisson amp Germer

                                                                                                = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                = konstanta Planck

                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                = massa partikel

                                                                                                = kecepatan partikel

                                                                                                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                = momentum foton

                                                                                                = konstanta Planck

                                                                                                = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                = konstanta Planck

                                                                                                = sudut penyimpangan foton

                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                E = Energi

                                                                                                h = tetapan Planck

                                                                                                f = frekwensi

                                                                                                c = kecepatan cahaya

                                                                                                v = kecepatan

                                                                                                a = energi ambang

                                                                                                m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                p = momentum

                                                                                                p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                Hypotesa de Broglie

                                                                                                Hamburan Compton

                                                                                                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Catatan penting

                                                                                                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                diperhitungkan

                                                                                                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                masalah kelangkaan energi

                                                                                                Fisi Nuklir

                                                                                                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                Reaktor Nuklir

                                                                                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                batang kendali dan perisai beton

                                                                                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                reaktor

                                                                                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                diizinkan

                                                                                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                reaktor

                                                                                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                air bertekanan

                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                Hukum Ohm

                                                                                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                pada rangkaian yang

                                                                                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                ditulis

                                                                                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                Hukum Kirchoff

                                                                                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                arus listrik

                                                                                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                Maka diperoleh persamaan

                                                                                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                I masuk = I keluar

                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                Rangkaian Seri

                                                                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                VAC = IR1 + IR2

                                                                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                Rangkaian Paralel

                                                                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                diperoleh persamaan

                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                yang lain tetap menyala

                                                                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                dirumuskan

                                                                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                Rp = R n

                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Listrik Statis

                                                                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Rangkaian Majemuk

                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                turun

                                                                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                arah arus yang melaluinya

                                                                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                Usaha Listrik

                                                                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                muatan itu

                                                                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                positif

                                                                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                t

                                                                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                Kapasitansi

                                                                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                rumus dapat ditulis

                                                                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                disederhanakan

                                                                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                paralel

                                                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                Rangkaian R

                                                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                Rangkaian C

                                                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                Rangkaian L

                                                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                =+90deg

                                                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                menurut hubungan

                                                                                                di sini T dalam detik

                                                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                sama

                                                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                resistor R ialah I2R

                                                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Medan Magnet

                                                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                ini

                                                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                                                Yang mana

                                                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                (GGL induksi)

                                                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                untuk trafo ideal

                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                praktikal

                                                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                listriknya

                                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                  1 Optika Geometri

                                                                                                  a Hukum Pemantulan Snellius

                                                                                                  Sinar datang (AB) sinar pantul BC dan garis normal (n) terletak pada satu

                                                                                                  bidang datar

                                                                                                  Sudut datang (i) = sudut pantul (t)

                                                                                                  b Cermin Datar

                                                                                                  Sudut sinar pantul = 2 kali sudut perputaran cermin

                                                                                                  Jumlah bayangan yang terlihat sebagai berikut

                                                                                                  n = jumlah bayangan yang terlihat

                                                                                                  = sudut antara 2 cermin datar yang dipasang berhadapan

                                                                                                  c Cermin Cekung (Cermin Positif)

                                                                                                  Ketentuan

                                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                                  dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                                  d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                                  Catatan

                                                                                                  Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                                  cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                                  sebagai berikut

                                                                                                  e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  i = sudut datang

                                                                                                  r = sudut bias

                                                                                                  n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                                  V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                                  nud = indeks bias udara = 1

                                                                                                  2 Optika Fisik

                                                                                                  a Sudut Dispersi

                                                                                                  Q = Du - Dm

                                                                                                  Q = sudut disperse

                                                                                                  Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                                  b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                  = panjang gelombang cahaya

                                                                                                  d = jarak antar celah

                                                                                                  p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                                  L = jarak celah ke layar

                                                                                                  k = 123 hellip dst

                                                                                                  c Celah Tunggal

                                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                  = sudut deviasi

                                                                                                  d Difraksi Kisi

                                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                  e Selaput Tipis

                                                                                                  Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                  Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                  n = indeks bias selaput tipis

                                                                                                  d = tebal selaput tipis

                                                                                                  r = sudut bias

                                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  f Polarisasi

                                                                                                  Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                  magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                  vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                  ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                  sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                  Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                  Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                  Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                  tongkat penggembala

                                                                                                  Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                  udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                  Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                  Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                  listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                  lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                  dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                  Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                  paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                  perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                  Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                  CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                  Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                  1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                  Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                  2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                  Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                  Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                  Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                  Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                  Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                  Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  A Relativitas

                                                                                                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                  koordinat

                                                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                  batang

                                                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                  V = kecepatan pengamat

                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                  U = kecepatan pengamat

                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                  E = m C2

                                                                                                  E = energi yang timbul

                                                                                                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                  B Teori Kuantum

                                                                                                  E = h f

                                                                                                  E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                  fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                  me= massa elektron (kg)

                                                                                                  Vo = kecepatan elektron

                                                                                                  hf = W + Ek

                                                                                                  hf = energi foton yang datang

                                                                                                  W = energi pelepasan elektron

                                                                                                  Ek = energi kinetik electron

                                                                                                  ATOM BOHR

                                                                                                  1048708 Postulat Bohr

                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                  dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                  GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                  1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                  oleh Davisson amp Germer

                                                                                                  = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  = massa partikel

                                                                                                  = kecepatan partikel

                                                                                                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                  = momentum foton

                                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                                  = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                  = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                                  = sudut penyimpangan foton

                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                  kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                  E = Energi

                                                                                                  h = tetapan Planck

                                                                                                  f = frekwensi

                                                                                                  c = kecepatan cahaya

                                                                                                  v = kecepatan

                                                                                                  a = energi ambang

                                                                                                  m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                  p = momentum

                                                                                                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                  Hypotesa de Broglie

                                                                                                  Hamburan Compton

                                                                                                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Catatan penting

                                                                                                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                  Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                  diperhitungkan

                                                                                                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                  masalah kelangkaan energi

                                                                                                  Fisi Nuklir

                                                                                                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                  yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                  Reaktor Nuklir

                                                                                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                  batang kendali dan perisai beton

                                                                                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                  reaktor

                                                                                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                  diizinkan

                                                                                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                  reaktor

                                                                                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                  air bertekanan

                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                  Hukum Ohm

                                                                                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                  pada rangkaian yang

                                                                                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                  ditulis

                                                                                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                  Hukum Kirchoff

                                                                                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                  arus listrik

                                                                                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                  Maka diperoleh persamaan

                                                                                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                  I masuk = I keluar

                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                  Rangkaian Seri

                                                                                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                  VAC = IR1 + IR2

                                                                                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                  Rangkaian Paralel

                                                                                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                  diperoleh persamaan

                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                  yang lain tetap menyala

                                                                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                  dirumuskan

                                                                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                  Rp = R n

                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Listrik Statis

                                                                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Rangkaian Majemuk

                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                  turun

                                                                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                  arah arus yang melaluinya

                                                                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                  Usaha Listrik

                                                                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                  muatan itu

                                                                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                  positif

                                                                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                  t

                                                                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                  Kapasitansi

                                                                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                  rumus dapat ditulis

                                                                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                  disederhanakan

                                                                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                  paralel

                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Rangkaian kapasitor

                                                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                  Rangkaian R

                                                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                  Rangkaian C

                                                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                  Rangkaian L

                                                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                  =+90deg

                                                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                  menurut hubungan

                                                                                                  di sini T dalam detik

                                                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                  sama

                                                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Medan Magnet

                                                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                  ini

                                                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                                                  Yang mana

                                                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                  (GGL induksi)

                                                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                  untuk trafo ideal

                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                  praktikal

                                                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                  listriknya

                                                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                    Jika benda tidak terletak pada titik-titik transmisi jumlah nomor ruang benda

                                                                                                    dan nomor ruang bayangan selalu = 5

                                                                                                    d Cermin Cembung (Cermin Negatif)

                                                                                                    Catatan

                                                                                                    Cermin cembung mempunyai f bernilai negatif jadi misalnya benda berada 40

                                                                                                    cm di depan cermin cembung yang jari-jarinya 20 cm letak bayangan dihitung

                                                                                                    sebagai berikut

                                                                                                    e Pembiasan (Refraksi)

                                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    i = sudut datang

                                                                                                    r = sudut bias

                                                                                                    n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                                    V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                                    nud = indeks bias udara = 1

                                                                                                    2 Optika Fisik

                                                                                                    a Sudut Dispersi

                                                                                                    Q = Du - Dm

                                                                                                    Q = sudut disperse

                                                                                                    Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                                    b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                    = panjang gelombang cahaya

                                                                                                    d = jarak antar celah

                                                                                                    p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                                    L = jarak celah ke layar

                                                                                                    k = 123 hellip dst

                                                                                                    c Celah Tunggal

                                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                    = sudut deviasi

                                                                                                    d Difraksi Kisi

                                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                    e Selaput Tipis

                                                                                                    Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                    Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                    n = indeks bias selaput tipis

                                                                                                    d = tebal selaput tipis

                                                                                                    r = sudut bias

                                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    f Polarisasi

                                                                                                    Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                    magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                    vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                    ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                    sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                    Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                    Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                    Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                    tongkat penggembala

                                                                                                    Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                    udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                    Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                    Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                    listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                    lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                    dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                    Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                    paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                    perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                    Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                    CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                    Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                    1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                    Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                    2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                    Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                    Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                    Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                    Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                    Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                    Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    A Relativitas

                                                                                                    V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                    V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                    V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                    koordinat

                                                                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                    batang

                                                                                                    L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                    V = kecepatan pengamat

                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                    = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                    U = kecepatan pengamat

                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                    E = m C2

                                                                                                    E = energi yang timbul

                                                                                                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                    B Teori Kuantum

                                                                                                    E = h f

                                                                                                    E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                    fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                    me= massa elektron (kg)

                                                                                                    Vo = kecepatan elektron

                                                                                                    hf = W + Ek

                                                                                                    hf = energi foton yang datang

                                                                                                    W = energi pelepasan elektron

                                                                                                    Ek = energi kinetik electron

                                                                                                    ATOM BOHR

                                                                                                    1048708 Postulat Bohr

                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                    dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                    GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                    1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                    oleh Davisson amp Germer

                                                                                                    = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    = massa partikel

                                                                                                    = kecepatan partikel

                                                                                                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                    = momentum foton

                                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                                    = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                    = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                                    = sudut penyimpangan foton

                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                    kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                    E = Energi

                                                                                                    h = tetapan Planck

                                                                                                    f = frekwensi

                                                                                                    c = kecepatan cahaya

                                                                                                    v = kecepatan

                                                                                                    a = energi ambang

                                                                                                    m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                    p = momentum

                                                                                                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                    Hypotesa de Broglie

                                                                                                    Hamburan Compton

                                                                                                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Catatan penting

                                                                                                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                    Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                    diperhitungkan

                                                                                                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                    masalah kelangkaan energi

                                                                                                    Fisi Nuklir

                                                                                                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                    yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                    Reaktor Nuklir

                                                                                                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                    batang kendali dan perisai beton

                                                                                                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                    reaktor

                                                                                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                    diizinkan

                                                                                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                    reaktor

                                                                                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                    air bertekanan

                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                    Hukum Ohm

                                                                                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                    pada rangkaian yang

                                                                                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                    ditulis

                                                                                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                    Hukum Kirchoff

                                                                                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                    arus listrik

                                                                                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                    Maka diperoleh persamaan

                                                                                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                    I masuk = I keluar

                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                    Rangkaian Seri

                                                                                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                    VAC = IR1 + IR2

                                                                                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                    Rangkaian Paralel

                                                                                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                    diperoleh persamaan

                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                    yang lain tetap menyala

                                                                                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                    dirumuskan

                                                                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                    Rp = R n

                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Listrik Statis

                                                                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Rangkaian Majemuk

                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                    turun

                                                                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                    arah arus yang melaluinya

                                                                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                    Usaha Listrik

                                                                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                    muatan itu

                                                                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                    positif

                                                                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                    t

                                                                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                    Kapasitansi

                                                                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                    rumus dapat ditulis

                                                                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                    disederhanakan

                                                                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                    paralel

                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Rangkaian kapasitor

                                                                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                    Rangkaian R

                                                                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                    Rangkaian C

                                                                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                    Rangkaian L

                                                                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                    =+90deg

                                                                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                    menurut hubungan

                                                                                                    di sini T dalam detik

                                                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                    sama

                                                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Medan Magnet

                                                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                    ini

                                                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                                                    Yang mana

                                                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                    (GGL induksi)

                                                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                    untuk trafo ideal

                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                    praktikal

                                                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                    listriknya

                                                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                            • Hukum Ohm
                                                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                      i = sudut datang

                                                                                                      r = sudut bias

                                                                                                      n12 = indeks bias relatif zat 2 terhadap zat 1

                                                                                                      V1 dan V2 = kecepatan cahaya di dalam zat 1 dan zat 2

                                                                                                      nud = indeks bias udara = 1

                                                                                                      2 Optika Fisik

                                                                                                      a Sudut Dispersi

                                                                                                      Q = Du - Dm

                                                                                                      Q = sudut disperse

                                                                                                      Du dan Dm = deviasi sinar ungu dan sinar merah

                                                                                                      b Celah Ganda (Percobaan Young)

                                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                      = panjang gelombang cahaya

                                                                                                      d = jarak antar celah

                                                                                                      p = jarak antara dua garis gelap atau 2 garis terang berurutan

                                                                                                      L = jarak celah ke layar

                                                                                                      k = 123 hellip dst

                                                                                                      c Celah Tunggal

                                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                      = sudut deviasi

                                                                                                      d Difraksi Kisi

                                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                      e Selaput Tipis

                                                                                                      Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                      Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                      n = indeks bias selaput tipis

                                                                                                      d = tebal selaput tipis

                                                                                                      r = sudut bias

                                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      f Polarisasi

                                                                                                      Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                      magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                      vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                      ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                      sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                      Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                      Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                      Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                      tongkat penggembala

                                                                                                      Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                      udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                      Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                      Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                      listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                      lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                      dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                      Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                      paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                      perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                      Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                      CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                      Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                      1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                      Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                      2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                      Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                      Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                      Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                      Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                      Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                      Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      A Relativitas

                                                                                                      V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                      V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                      V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                      koordinat

                                                                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                      batang

                                                                                                      L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                      V = kecepatan pengamat

                                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                      = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                      U = kecepatan pengamat

                                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                      m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                      E = m C2

                                                                                                      E = energi yang timbul

                                                                                                      m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                      C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                      B Teori Kuantum

                                                                                                      E = h f

                                                                                                      E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                      h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                      f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                      fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                      me= massa elektron (kg)

                                                                                                      Vo = kecepatan elektron

                                                                                                      hf = W + Ek

                                                                                                      hf = energi foton yang datang

                                                                                                      W = energi pelepasan elektron

                                                                                                      Ek = energi kinetik electron

                                                                                                      ATOM BOHR

                                                                                                      1048708 Postulat Bohr

                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                      dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                      GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                      1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                      oleh Davisson amp Germer

                                                                                                      = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      = massa partikel

                                                                                                      = kecepatan partikel

                                                                                                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                      = momentum foton

                                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                                      = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                      = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                                      = sudut penyimpangan foton

                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                      kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                      E = Energi

                                                                                                      h = tetapan Planck

                                                                                                      f = frekwensi

                                                                                                      c = kecepatan cahaya

                                                                                                      v = kecepatan

                                                                                                      a = energi ambang

                                                                                                      m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                      p = momentum

                                                                                                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                      Hypotesa de Broglie

                                                                                                      Hamburan Compton

                                                                                                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Catatan penting

                                                                                                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                      Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                      diperhitungkan

                                                                                                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                      masalah kelangkaan energi

                                                                                                      Fisi Nuklir

                                                                                                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                      yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                      Reaktor Nuklir

                                                                                                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                      batang kendali dan perisai beton

                                                                                                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                      reaktor

                                                                                                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                      diizinkan

                                                                                                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                      reaktor

                                                                                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                      air bertekanan

                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                      Hukum Ohm

                                                                                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                      pada rangkaian yang

                                                                                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                      ditulis

                                                                                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                      Hukum Kirchoff

                                                                                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                      arus listrik

                                                                                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                      Maka diperoleh persamaan

                                                                                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                      I masuk = I keluar

                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                      Rangkaian Seri

                                                                                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                      VAC = IR1 + IR2

                                                                                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                      Rangkaian Paralel

                                                                                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                      diperoleh persamaan

                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                      yang lain tetap menyala

                                                                                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                      dirumuskan

                                                                                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                      Rp = R n

                                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Listrik Statis

                                                                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Rangkaian Majemuk

                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                      turun

                                                                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                      arah arus yang melaluinya

                                                                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                      Usaha Listrik

                                                                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                      muatan itu

                                                                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                      positif

                                                                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                      t

                                                                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                      Kapasitansi

                                                                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                      rumus dapat ditulis

                                                                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                      disederhanakan

                                                                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                      paralel

                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Rangkaian kapasitor

                                                                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                      Rangkaian R

                                                                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                      Rangkaian C

                                                                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                      Rangkaian L

                                                                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                      =+90deg

                                                                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                      menurut hubungan

                                                                                                      di sini T dalam detik

                                                                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                      sama

                                                                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                      resistor R ialah I2R

                                                                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                      henry dan f dalam hertz

                                                                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Medan Magnet

                                                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                      ini

                                                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                                                      Yang mana

                                                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                      (GGL induksi)

                                                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                      untuk trafo ideal

                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                      praktikal

                                                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                      listriknya

                                                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                              • Hukum Ohm
                                                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                        = sudut deviasi

                                                                                                        d Difraksi Kisi

                                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                        e Selaput Tipis

                                                                                                        Garis Terang (Interferensi Maksimum)

                                                                                                        Garis Gelap (Interferensi Minimum)

                                                                                                        n = indeks bias selaput tipis

                                                                                                        d = tebal selaput tipis

                                                                                                        r = sudut bias

                                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        f Polarisasi

                                                                                                        Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                        magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                        vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                        ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                        sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                        Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                        Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                        Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                        tongkat penggembala

                                                                                                        Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                        udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                        Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                        Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                        listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                        lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                        dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                        Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                        paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                        perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                        Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                        CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                        Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                        1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                        Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                        2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                        Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                        Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                        Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                        Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                        Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                        Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        A Relativitas

                                                                                                        V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                        V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                        V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                        koordinat

                                                                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                        batang

                                                                                                        L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                        V = kecepatan pengamat

                                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                        = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                        U = kecepatan pengamat

                                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                        m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                        E = m C2

                                                                                                        E = energi yang timbul

                                                                                                        m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                        C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                        B Teori Kuantum

                                                                                                        E = h f

                                                                                                        E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                        h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                        f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                        fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                        me= massa elektron (kg)

                                                                                                        Vo = kecepatan elektron

                                                                                                        hf = W + Ek

                                                                                                        hf = energi foton yang datang

                                                                                                        W = energi pelepasan elektron

                                                                                                        Ek = energi kinetik electron

                                                                                                        ATOM BOHR

                                                                                                        1048708 Postulat Bohr

                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                        lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                        1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                        radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                        orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                        dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                        GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                        1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                        1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                        1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                        gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                        maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                        m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                        dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                        oleh Davisson amp Germer

                                                                                                        = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        = massa partikel

                                                                                                        = kecepatan partikel

                                                                                                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                        = momentum foton

                                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                                        = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                        = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                                        = sudut penyimpangan foton

                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                        kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                        E = Energi

                                                                                                        h = tetapan Planck

                                                                                                        f = frekwensi

                                                                                                        c = kecepatan cahaya

                                                                                                        v = kecepatan

                                                                                                        a = energi ambang

                                                                                                        m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                        p = momentum

                                                                                                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                        Hypotesa de Broglie

                                                                                                        Hamburan Compton

                                                                                                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Catatan penting

                                                                                                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                        Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                        diperhitungkan

                                                                                                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                        masalah kelangkaan energi

                                                                                                        Fisi Nuklir

                                                                                                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                        yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                        Reaktor Nuklir

                                                                                                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                        batang kendali dan perisai beton

                                                                                                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                        reaktor

                                                                                                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                        diizinkan

                                                                                                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                        reaktor

                                                                                                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                        air bertekanan

                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                        Hukum Ohm

                                                                                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                        pada rangkaian yang

                                                                                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                        ditulis

                                                                                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                        Hukum Kirchoff

                                                                                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                        arus listrik

                                                                                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                        Maka diperoleh persamaan

                                                                                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                        I masuk = I keluar

                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                        Rangkaian Seri

                                                                                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                        VAC = IR1 + IR2

                                                                                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                        Rangkaian Paralel

                                                                                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                        diperoleh persamaan

                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                        yang lain tetap menyala

                                                                                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                        dirumuskan

                                                                                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                        Rp = R n

                                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Listrik Statis

                                                                                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Rangkaian Majemuk

                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                        turun

                                                                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                        arah arus yang melaluinya

                                                                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                        Usaha Listrik

                                                                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                        muatan itu

                                                                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                        positif

                                                                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                        t

                                                                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                        Kapasitansi

                                                                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                        rumus dapat ditulis

                                                                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                        disederhanakan

                                                                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                        paralel

                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Rangkaian kapasitor

                                                                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                        Rangkaian R

                                                                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                        Rangkaian C

                                                                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                        Rangkaian L

                                                                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                        =+90deg

                                                                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                        menurut hubungan

                                                                                                        di sini T dalam detik

                                                                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                        sama

                                                                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                        resistor R ialah I2R

                                                                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                        henry dan f dalam hertz

                                                                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Medan Magnet

                                                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                        ini

                                                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                                                        Yang mana

                                                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                        (GGL induksi)

                                                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                        untuk trafo ideal

                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                        praktikal

                                                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                        listriknya

                                                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                          f Polarisasi

                                                                                                          Optika Geometri Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                          magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                          vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                          ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                          sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                          Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                          Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                          Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                          tongkat penggembala

                                                                                                          Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                          udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                          Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                          Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                          listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                          lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                          dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                          Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                          paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                          perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                          Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                          CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                          Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                          1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                          Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                          2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                          Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                          Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                          Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                          Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                          Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                          Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          A Relativitas

                                                                                                          V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                          V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                          V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                          koordinat

                                                                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                          batang

                                                                                                          L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                          V = kecepatan pengamat

                                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                          = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                          U = kecepatan pengamat

                                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                          m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                          E = m C2

                                                                                                          E = energi yang timbul

                                                                                                          m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                          C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                          B Teori Kuantum

                                                                                                          E = h f

                                                                                                          E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                          h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                          f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                          fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                          me= massa elektron (kg)

                                                                                                          Vo = kecepatan elektron

                                                                                                          hf = W + Ek

                                                                                                          hf = energi foton yang datang

                                                                                                          W = energi pelepasan elektron

                                                                                                          Ek = energi kinetik electron

                                                                                                          ATOM BOHR

                                                                                                          1048708 Postulat Bohr

                                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                          lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                          1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                          radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                          orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                          dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                          GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                          1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                          1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                          1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                          gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                          maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                          m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                          dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                          oleh Davisson amp Germer

                                                                                                          = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                          = konstanta Planck

                                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          = massa partikel

                                                                                                          = kecepatan partikel

                                                                                                          Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                          = momentum foton

                                                                                                          = konstanta Planck

                                                                                                          = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                          = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                          = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                          = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                          = konstanta Planck

                                                                                                          = sudut penyimpangan foton

                                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                          kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                          E = Energi

                                                                                                          h = tetapan Planck

                                                                                                          f = frekwensi

                                                                                                          c = kecepatan cahaya

                                                                                                          v = kecepatan

                                                                                                          a = energi ambang

                                                                                                          m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                          p = momentum

                                                                                                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                          Hypotesa de Broglie

                                                                                                          Hamburan Compton

                                                                                                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Catatan penting

                                                                                                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                          Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                          diperhitungkan

                                                                                                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                          masalah kelangkaan energi

                                                                                                          Fisi Nuklir

                                                                                                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                          yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                          Reaktor Nuklir

                                                                                                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                          batang kendali dan perisai beton

                                                                                                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                          reaktor

                                                                                                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                          diizinkan

                                                                                                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                          reaktor

                                                                                                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                          air bertekanan

                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                          Hukum Ohm

                                                                                                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                          pada rangkaian yang

                                                                                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                          ditulis

                                                                                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                          Hukum Kirchoff

                                                                                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                          arus listrik

                                                                                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                          Maka diperoleh persamaan

                                                                                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                          I masuk = I keluar

                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                          Rangkaian Seri

                                                                                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                          VAC = IR1 + IR2

                                                                                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                          Rangkaian Paralel

                                                                                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                          diperoleh persamaan

                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                          yang lain tetap menyala

                                                                                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                          dirumuskan

                                                                                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                          Rp = R n

                                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Listrik Statis

                                                                                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Rangkaian Majemuk

                                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                          turun

                                                                                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                          arah arus yang melaluinya

                                                                                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                          Usaha Listrik

                                                                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                          muatan itu

                                                                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                          positif

                                                                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                          t

                                                                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                          Kapasitansi

                                                                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                          rumus dapat ditulis

                                                                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                          disederhanakan

                                                                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                          paralel

                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Rangkaian kapasitor

                                                                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                          Rangkaian R

                                                                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                          Rangkaian C

                                                                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                          Rangkaian L

                                                                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                          =+90deg

                                                                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                          menurut hubungan

                                                                                                          di sini T dalam detik

                                                                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                          sama

                                                                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                          resistor R ialah I2R

                                                                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                          henry dan f dalam hertz

                                                                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Medan Magnet

                                                                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                          ini

                                                                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                          1 Induksi Magnetik

                                                                                                          Hukum Biot-Savart

                                                                                                          Yang mana

                                                                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                          (GGL induksi)

                                                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                          untuk trafo ideal

                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                          praktikal

                                                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                          listriknya

                                                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                            Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan

                                                                                                            magnet dan medan listrik secara berurutan dimana arah getar vektor medan listrik dan

                                                                                                            vektor medan magnet saling tegak lurus

                                                                                                            ldquoJika perubahan medan magnetik dapat menghasilkan medan listrik maka

                                                                                                            sebaliknya perubahan medan listrik dapat menghasilkan medan magnetrdquo (James

                                                                                                            Clerk Maxwell 18641831 ndash 1879)

                                                                                                            Pada dasarnya magnet adalah batu-batuan yang terdapat di daerah yang namanya

                                                                                                            Magnesia di sekitar Balkan atau Asia kecil Yang konon ceritanya menempel di tongkat-

                                                                                                            tongkat penggembala

                                                                                                            Secara umum gelombang merambat memerlukan perantara seperti permukaan air

                                                                                                            udara fluida gas tali benang kawat dawai dan lain-lain

                                                                                                            Perambatan gelombang yang fenomenal ini berhasil dibuktikan oleh Rudolf Heinrich Hertz

                                                                                                            Gelombang elektromagnetik ini diciptakan oleh adanya keterkaitan antara medan

                                                                                                            listrik (electric field) dengan medan magnet (magnetic field) yang saling tegak

                                                                                                            lurus (perpendicular) dalam merambat Kedua medan ini saling mempengaruhi

                                                                                                            dan saling menimbulkan keadaan yang berulang-ulang

                                                                                                            Akibat percobaan Hertz kita mengenal istilah nirkabel atau pengiriman paket-

                                                                                                            paket energi dalam medan listrik dan medan magnet tanpa menggunakan

                                                                                                            perantara atau disebutnya sebagai point to pint electric jumper

                                                                                                            Sifat Gelombang Elektromagnetik - Perubahan Medan Listrik dan Medan Magnet terjadi pada saat bersamaan

                                                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                            CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                            Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                            1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                            Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                            2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                            Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                            Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                            Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                            Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                            Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                            Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            A Relativitas

                                                                                                            V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                            V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                            V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                            koordinat

                                                                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                            batang

                                                                                                            L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                            V = kecepatan pengamat

                                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                            = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                            U = kecepatan pengamat

                                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                            m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                            E = m C2

                                                                                                            E = energi yang timbul

                                                                                                            m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                            C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                            B Teori Kuantum

                                                                                                            E = h f

                                                                                                            E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                            h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                            f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                            fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                            me= massa elektron (kg)

                                                                                                            Vo = kecepatan elektron

                                                                                                            hf = W + Ek

                                                                                                            hf = energi foton yang datang

                                                                                                            W = energi pelepasan elektron

                                                                                                            Ek = energi kinetik electron

                                                                                                            ATOM BOHR

                                                                                                            1048708 Postulat Bohr

                                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                            lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                            1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                            radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                            orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                            dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                            GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                            1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                            1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                            1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                            gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                            maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                            m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                            dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                            oleh Davisson amp Germer

                                                                                                            = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                            = konstanta Planck

                                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            = massa partikel

                                                                                                            = kecepatan partikel

                                                                                                            Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                            = momentum foton

                                                                                                            = konstanta Planck

                                                                                                            = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                            = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                            = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                            = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                            = konstanta Planck

                                                                                                            = sudut penyimpangan foton

                                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                            kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                            E = Energi

                                                                                                            h = tetapan Planck

                                                                                                            f = frekwensi

                                                                                                            c = kecepatan cahaya

                                                                                                            v = kecepatan

                                                                                                            a = energi ambang

                                                                                                            m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                            p = momentum

                                                                                                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                            Hypotesa de Broglie

                                                                                                            Hamburan Compton

                                                                                                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Catatan penting

                                                                                                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                            Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                            diperhitungkan

                                                                                                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                            masalah kelangkaan energi

                                                                                                            Fisi Nuklir

                                                                                                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                            yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                            Reaktor Nuklir

                                                                                                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                            batang kendali dan perisai beton

                                                                                                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                            reaktor

                                                                                                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                            diizinkan

                                                                                                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                            reaktor

                                                                                                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                            air bertekanan

                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                            Hukum Ohm

                                                                                                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                            pada rangkaian yang

                                                                                                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                            Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                            ditulis

                                                                                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                            Hukum Kirchoff

                                                                                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                            arus listrik

                                                                                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                            Maka diperoleh persamaan

                                                                                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                            I masuk = I keluar

                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                            Rangkaian Seri

                                                                                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                            VAC = IR1 + IR2

                                                                                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                            Rangkaian Paralel

                                                                                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                            diperoleh persamaan

                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                            yang lain tetap menyala

                                                                                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                            dirumuskan

                                                                                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                            Rp = R n

                                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Listrik Statis

                                                                                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Rangkaian Majemuk

                                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                            turun

                                                                                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                            arah arus yang melaluinya

                                                                                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                            Usaha Listrik

                                                                                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                            muatan itu

                                                                                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                            positif

                                                                                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                            t

                                                                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                            Kapasitansi

                                                                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                            rumus dapat ditulis

                                                                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                            disederhanakan

                                                                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                            paralel

                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Rangkaian kapasitor

                                                                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                            Rangkaian R

                                                                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                            Rangkaian C

                                                                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                            Rangkaian L

                                                                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                            =+90deg

                                                                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                            menurut hubungan

                                                                                                            di sini T dalam detik

                                                                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                            sama

                                                                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                            resistor R ialah I2R

                                                                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                            henry dan f dalam hertz

                                                                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Medan Magnet

                                                                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                            ini

                                                                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                            1 Induksi Magnetik

                                                                                                            Hukum Biot-Savart

                                                                                                            Yang mana

                                                                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                            5 Gaya Lorentz

                                                                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                            (GGL induksi)

                                                                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                            pp = daya primer (watt)

                                                                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                            untuk trafo ideal

                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                            praktikal

                                                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                            listriknya

                                                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                              - Medan Listrik dan Medan Magnet memiliki harga maksimum dan minimum pada saat dan tempat yang sama- GEM tidak memiliki muatan- Tidak dapat disimpangkan dalam medan listrik maupun medan magnet- Merambat dalam arah garis lurus- Arah E dan B saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang- GEM adalah gelombang transversalGelombang Elektromagnetik dapat mengalami- Refleksi = Pemantulan- Refraksi = Pembiasan- Interferensi = Perpaduan- Difraksi = Lenturanhamburan- Polarisasi = Pengkutuban

                                                                                                              CEPAT RAMBAT GELOMBANG

                                                                                                              Hanya dipengaruhi oleh

                                                                                                              1 Sifat Kelistrikan (permitivitas listrik)

                                                                                                              Untuk ruang Hampa egrave eo = 885 x 10-12 CNm2

                                                                                                              2 Sifat Kemagnetan (permeabilitas magnetik)

                                                                                                              Untuk Ruang Hampa egrave m0 = 4 x 10-7 WbAm

                                                                                                              Spektrum elektromagnetik adalah rentang semua radiasi elektromagnetik yang mungkin Spektrum elektromagnetik dapat dijelaskan dalam panjang gelombang frekuensi atau tenaga per foton Spektrum ini secara langsung berkaitan (lihat juga tabel dan awalan SI)

                                                                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan frekuensi ialah kecepatan cahaya 300 Mms yaitu 300 MmHz

                                                                                                              Energi dari foton adalah 41 feV per Hz yaitu 41μeVGHz

                                                                                                              Panjang gelombang dikalikan dengan energy per foton adalah 124 μeVm

                                                                                                              Spektrum elektromagnetik dapat dibagi dalam beberapa daerah yang terentang dari sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai pada gelombang mikro dan gelombang radio dengan panjang gelombang sangat panjang Pembagian ini sebenarnya tidak begitu tegas dan tumbuh dari penggunaan

                                                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                              Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              A Relativitas

                                                                                                              V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                              V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                              V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                              koordinat

                                                                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                              batang

                                                                                                              L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                              V = kecepatan pengamat

                                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                              = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                              U = kecepatan pengamat

                                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                              m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                              E = m C2

                                                                                                              E = energi yang timbul

                                                                                                              m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                              C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                              B Teori Kuantum

                                                                                                              E = h f

                                                                                                              E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                              h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                              f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                              fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                              me= massa elektron (kg)

                                                                                                              Vo = kecepatan elektron

                                                                                                              hf = W + Ek

                                                                                                              hf = energi foton yang datang

                                                                                                              W = energi pelepasan elektron

                                                                                                              Ek = energi kinetik electron

                                                                                                              ATOM BOHR

                                                                                                              1048708 Postulat Bohr

                                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                              lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                              1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                              radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                              orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                              dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                              GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                              1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                              1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                              1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                              gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                              maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                              m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                              dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                              oleh Davisson amp Germer

                                                                                                              = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                              = konstanta Planck

                                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              = massa partikel

                                                                                                              = kecepatan partikel

                                                                                                              Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                              = momentum foton

                                                                                                              = konstanta Planck

                                                                                                              = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                              = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                              = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                              = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                              = konstanta Planck

                                                                                                              = sudut penyimpangan foton

                                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                              b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                              kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                              E = Energi

                                                                                                              h = tetapan Planck

                                                                                                              f = frekwensi

                                                                                                              c = kecepatan cahaya

                                                                                                              v = kecepatan

                                                                                                              a = energi ambang

                                                                                                              m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                              p = momentum

                                                                                                              p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                              Hypotesa de Broglie

                                                                                                              Hamburan Compton

                                                                                                              Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Catatan penting

                                                                                                              Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                              Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                              DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                              diperhitungkan

                                                                                                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                              masalah kelangkaan energi

                                                                                                              Fisi Nuklir

                                                                                                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                              yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                              Reaktor Nuklir

                                                                                                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                              batang kendali dan perisai beton

                                                                                                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                              reaktor

                                                                                                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                              diizinkan

                                                                                                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                              reaktor

                                                                                                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                              air bertekanan

                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                              Hukum Ohm

                                                                                                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                              pada rangkaian yang

                                                                                                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                              Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                              ditulis

                                                                                                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                              Hukum Kirchoff

                                                                                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                              arus listrik

                                                                                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                              Maka diperoleh persamaan

                                                                                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                              I masuk = I keluar

                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                              Rangkaian Seri

                                                                                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                              VAC = IR1 + IR2

                                                                                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                              Rangkaian Paralel

                                                                                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                              diperoleh persamaan

                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                              yang lain tetap menyala

                                                                                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                              dirumuskan

                                                                                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                              Rp = R n

                                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Listrik Statis

                                                                                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Rangkaian Majemuk

                                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                              turun

                                                                                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                              arah arus yang melaluinya

                                                                                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                              Usaha Listrik

                                                                                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                              muatan itu

                                                                                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                              positif

                                                                                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                              t

                                                                                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                              Kapasitansi

                                                                                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                              rumus dapat ditulis

                                                                                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                              disederhanakan

                                                                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                              paralel

                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Rangkaian kapasitor

                                                                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                              Rangkaian R

                                                                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                              Rangkaian C

                                                                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                              Rangkaian L

                                                                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                              =+90deg

                                                                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                              menurut hubungan

                                                                                                              di sini T dalam detik

                                                                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                              sama

                                                                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                              resistor R ialah I2R

                                                                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                              henry dan f dalam hertz

                                                                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Medan Magnet

                                                                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                              ini

                                                                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                              1 Induksi Magnetik

                                                                                                              Hukum Biot-Savart

                                                                                                              Yang mana

                                                                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                              5 Gaya Lorentz

                                                                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                              (GGL induksi)

                                                                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                              pp = daya primer (watt)

                                                                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                              untuk trafo ideal

                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                              praktikal

                                                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                              listriknya

                                                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                praktis yang secara historis berasal dari berbagai macam metode deteksi Biasanya dalam mendeskripsikan energi spektrum elektromagnetik dinyatakan dalam elektronvolt untuk foton berenergi tinggi (di atas 100 eV) dalam panjang gelombang untuk energi menengah dan dalam frekuensi untuk energi rendah (λ ge 05 mm) Istilah spektrum optik juga masih digunakan secara luas dalam merujuk spektrum elektromagnetik walaupun sebenarnya hanya mencakup sebagian rentang panjang gelombang saja (320 - 700 nm)

                                                                                                                Gelombang Elektromagnetik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                A Relativitas

                                                                                                                V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                                V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                                V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                                koordinat

                                                                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                                batang

                                                                                                                L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                                V = kecepatan pengamat

                                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                                = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                                U = kecepatan pengamat

                                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                                m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                E = m C2

                                                                                                                E = energi yang timbul

                                                                                                                m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                                C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                B Teori Kuantum

                                                                                                                E = h f

                                                                                                                E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                                h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                                f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                                fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                                me= massa elektron (kg)

                                                                                                                Vo = kecepatan elektron

                                                                                                                hf = W + Ek

                                                                                                                hf = energi foton yang datang

                                                                                                                W = energi pelepasan elektron

                                                                                                                Ek = energi kinetik electron

                                                                                                                ATOM BOHR

                                                                                                                1048708 Postulat Bohr

                                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                                lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                                1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                                radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                                orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                                dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                                GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                                1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                                1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                                1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                                gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                                maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                                dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                                oleh Davisson amp Germer

                                                                                                                = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                = konstanta Planck

                                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                = massa partikel

                                                                                                                = kecepatan partikel

                                                                                                                Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                                = momentum foton

                                                                                                                = konstanta Planck

                                                                                                                = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                                = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                                = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                                = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                                = konstanta Planck

                                                                                                                = sudut penyimpangan foton

                                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                E = Energi

                                                                                                                h = tetapan Planck

                                                                                                                f = frekwensi

                                                                                                                c = kecepatan cahaya

                                                                                                                v = kecepatan

                                                                                                                a = energi ambang

                                                                                                                m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                p = momentum

                                                                                                                p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                Hypotesa de Broglie

                                                                                                                Hamburan Compton

                                                                                                                Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Catatan penting

                                                                                                                Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                diperhitungkan

                                                                                                                Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                masalah kelangkaan energi

                                                                                                                Fisi Nuklir

                                                                                                                Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                Reaktor Nuklir

                                                                                                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                reaktor

                                                                                                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                diizinkan

                                                                                                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                reaktor

                                                                                                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                air bertekanan

                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                Hukum Ohm

                                                                                                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                pada rangkaian yang

                                                                                                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                ditulis

                                                                                                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                Hukum Kirchoff

                                                                                                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                arus listrik

                                                                                                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                I masuk = I keluar

                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                Rangkaian Seri

                                                                                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                Rangkaian Paralel

                                                                                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                diperoleh persamaan

                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                yang lain tetap menyala

                                                                                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                dirumuskan

                                                                                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                Rp = R n

                                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Listrik Statis

                                                                                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Rangkaian Majemuk

                                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                turun

                                                                                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                arah arus yang melaluinya

                                                                                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                Usaha Listrik

                                                                                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                muatan itu

                                                                                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                positif

                                                                                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                t

                                                                                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                Kapasitansi

                                                                                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                rumus dapat ditulis

                                                                                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                disederhanakan

                                                                                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                paralel

                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                Rangkaian R

                                                                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                Rangkaian C

                                                                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                Rangkaian L

                                                                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                =+90deg

                                                                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                menurut hubungan

                                                                                                                di sini T dalam detik

                                                                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                sama

                                                                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                resistor R ialah I2R

                                                                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Medan Magnet

                                                                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                ini

                                                                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                                                                Yang mana

                                                                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                (GGL induksi)

                                                                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                untuk trafo ideal

                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                praktikal

                                                                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                listriknya

                                                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                  A Relativitas

                                                                                                                  V1 = kecepatan suatu sistem I terhadap pusat koordinat tertentu

                                                                                                                  V2 = kecepatan sistem II terhadap sistem I

                                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam ruang hampa

                                                                                                                  V = kecepatan sistem II terhadap pusat koordinat atau terhadap sistem lain di luar

                                                                                                                  koordinat

                                                                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang bergerak searah memanjang

                                                                                                                  batang

                                                                                                                  L = panjang batang yang diamati pengamat yang diam

                                                                                                                  V = kecepatan pengamat

                                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang bergerak

                                                                                                                  = selang waktu antara 2 kejadian yang diamati oleh pengamat yang dia

                                                                                                                  U = kecepatan pengamat

                                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                                  m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                  E = m C2

                                                                                                                  E = energi yang timbul

                                                                                                                  m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                                  C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                  B Teori Kuantum

                                                                                                                  E = h f

                                                                                                                  E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                                  h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                                  f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                                  fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                                  me= massa elektron (kg)

                                                                                                                  Vo = kecepatan elektron

                                                                                                                  hf = W + Ek

                                                                                                                  hf = energi foton yang datang

                                                                                                                  W = energi pelepasan elektron

                                                                                                                  Ek = energi kinetik electron

                                                                                                                  ATOM BOHR

                                                                                                                  1048708 Postulat Bohr

                                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                                  lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                                  1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                                  radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                                  orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                                  dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                                  GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                                  1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                                  1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                                  1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                                  gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                                  maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                  m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                                  dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                                  oleh Davisson amp Germer

                                                                                                                  = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  = massa partikel

                                                                                                                  = kecepatan partikel

                                                                                                                  Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                                  = momentum foton

                                                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                                                  = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                                  = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                                  = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                                  = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                                  = konstanta Planck

                                                                                                                  = sudut penyimpangan foton

                                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                  b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                  kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                  E = Energi

                                                                                                                  h = tetapan Planck

                                                                                                                  f = frekwensi

                                                                                                                  c = kecepatan cahaya

                                                                                                                  v = kecepatan

                                                                                                                  a = energi ambang

                                                                                                                  m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                  p = momentum

                                                                                                                  p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                  Hypotesa de Broglie

                                                                                                                  Hamburan Compton

                                                                                                                  Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Catatan penting

                                                                                                                  Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                  Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                  DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                  Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                  dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                  baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                  minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                  banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                  memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                  penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                  Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                  memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                  satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                  dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                  energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                  diperhitungkan

                                                                                                                  Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                  penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                  musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                  bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                  Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                  energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                  masalah kelangkaan energi

                                                                                                                  Fisi Nuklir

                                                                                                                  Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                  yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                  reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                  yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                  Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                  membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                  Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                  fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                  Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                  menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                  dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                  fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                  membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                  yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                  yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                  reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                  dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                  reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                  Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                  dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                  berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                  lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                  berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                  keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                  yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                  Reaktor Nuklir

                                                                                                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                  batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                  reaktor

                                                                                                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                  diizinkan

                                                                                                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                  reaktor

                                                                                                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                  air bertekanan

                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                  Hukum Ohm

                                                                                                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                  pada rangkaian yang

                                                                                                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                  ditulis

                                                                                                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                  Hukum Kirchoff

                                                                                                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                  arus listrik

                                                                                                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                  Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                  I masuk = I keluar

                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                  Rangkaian Seri

                                                                                                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                  VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                  Rangkaian Paralel

                                                                                                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                  diperoleh persamaan

                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                  yang lain tetap menyala

                                                                                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                  dirumuskan

                                                                                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                  Rp = R n

                                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Listrik Statis

                                                                                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Rangkaian Majemuk

                                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                  turun

                                                                                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                  arah arus yang melaluinya

                                                                                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                  Usaha Listrik

                                                                                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                  muatan itu

                                                                                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                  positif

                                                                                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                  t

                                                                                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                  Kapasitansi

                                                                                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                  rumus dapat ditulis

                                                                                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                  disederhanakan

                                                                                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                  paralel

                                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Rangkaian kapasitor

                                                                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                  Rangkaian R

                                                                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                  Rangkaian C

                                                                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                  Rangkaian L

                                                                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                  =+90deg

                                                                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                  menurut hubungan

                                                                                                                  di sini T dalam detik

                                                                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                  sama

                                                                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Medan Magnet

                                                                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                  ini

                                                                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                                                                  Yang mana

                                                                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                  (GGL induksi)

                                                                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                  untuk trafo ideal

                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                  praktikal

                                                                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                  listriknya

                                                                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                    mo = massa partikel dalam keadaan diam

                                                                                                                    m = massa partikel dalam keadaan bergerak

                                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                    E = m C2

                                                                                                                    E = energi yang timbul

                                                                                                                    m = massa hilang yang berubah menjadi energi

                                                                                                                    C = kecepatan cahaya dalam hampa udara

                                                                                                                    B Teori Kuantum

                                                                                                                    E = h f

                                                                                                                    E = kuantum energi dalam joule

                                                                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 joule detik

                                                                                                                    h = konstanta Planck = 6625 x 10-34 jouledetik

                                                                                                                    f = frekuensi gelombang electromagnet yang datang (Hz)

                                                                                                                    fo = frekuensi batas (Hz)

                                                                                                                    me= massa elektron (kg)

                                                                                                                    Vo = kecepatan elektron

                                                                                                                    hf = W + Ek

                                                                                                                    hf = energi foton yang datang

                                                                                                                    W = energi pelepasan elektron

                                                                                                                    Ek = energi kinetik electron

                                                                                                                    ATOM BOHR

                                                                                                                    1048708 Postulat Bohr

                                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                                    lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                                    1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                                    radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                                    orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                                    dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                                    GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                                    1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                                    1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                                    1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                                    gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                                    maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                    m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                                    dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                                    oleh Davisson amp Germer

                                                                                                                    = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    = massa partikel

                                                                                                                    = kecepatan partikel

                                                                                                                    Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                                    = momentum foton

                                                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                                                    = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                                    = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                                    = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                                    = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                                    = konstanta Planck

                                                                                                                    = sudut penyimpangan foton

                                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                    b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                    kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                    E = Energi

                                                                                                                    h = tetapan Planck

                                                                                                                    f = frekwensi

                                                                                                                    c = kecepatan cahaya

                                                                                                                    v = kecepatan

                                                                                                                    a = energi ambang

                                                                                                                    m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                    p = momentum

                                                                                                                    p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                    Hypotesa de Broglie

                                                                                                                    Hamburan Compton

                                                                                                                    Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Catatan penting

                                                                                                                    Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                    Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                    DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                    Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                    dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                    baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                    minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                    banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                    memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                    penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                    Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                    memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                    satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                    dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                    energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                    diperhitungkan

                                                                                                                    Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                    penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                    musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                    bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                    Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                    energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                    masalah kelangkaan energi

                                                                                                                    Fisi Nuklir

                                                                                                                    Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                    yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                    reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                    yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                    Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                    membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                    Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                    fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                    Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                    menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                    dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                    fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                    membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                    yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                    yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                    reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                    dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                    reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                    Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                    dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                    berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                    lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                    berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                    keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                    yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                    reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                    Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                    neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                    mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                    dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                    Reaktor Nuklir

                                                                                                                    Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                    keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                    terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                    memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                    batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                    skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                    Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                    nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                    reaktor

                                                                                                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                    diizinkan

                                                                                                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                    reaktor

                                                                                                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                    air bertekanan

                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                    Hukum Ohm

                                                                                                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                    pada rangkaian yang

                                                                                                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                    ditulis

                                                                                                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                    Hukum Kirchoff

                                                                                                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                    arus listrik

                                                                                                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                    Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                    I masuk = I keluar

                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                    Rangkaian Seri

                                                                                                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                    VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                    Rangkaian Paralel

                                                                                                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                    diperoleh persamaan

                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                    yang lain tetap menyala

                                                                                                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                    dirumuskan

                                                                                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                    Rp = R n

                                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Listrik Statis

                                                                                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Rangkaian Majemuk

                                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                    turun

                                                                                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                    arah arus yang melaluinya

                                                                                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                    Usaha Listrik

                                                                                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                    muatan itu

                                                                                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                    positif

                                                                                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                    t

                                                                                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                    Kapasitansi

                                                                                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                    rumus dapat ditulis

                                                                                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                    disederhanakan

                                                                                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                    paralel

                                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Rangkaian kapasitor

                                                                                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                    Rangkaian R

                                                                                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                    Rangkaian C

                                                                                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                    Rangkaian L

                                                                                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                    =+90deg

                                                                                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                    menurut hubungan

                                                                                                                    di sini T dalam detik

                                                                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                    sama

                                                                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Medan Magnet

                                                                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                    ini

                                                                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                                                                    Yang mana

                                                                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                    (GGL induksi)

                                                                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                    untuk trafo ideal

                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                    praktikal

                                                                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                    listriknya

                                                                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                            • Hukum Ohm
                                                                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                      1048708 Elektron bergerak mengorbit inti dalam orbit mantap berupa

                                                                                                                      lingkaran dengan momentum sudut merupakan kelipatan dari h2π

                                                                                                                      1048708 Pada keadaan mantap ini elektron tidak memancarkan radiasi em

                                                                                                                      radiasi baru dipancarkandiserap jika elektron berpindah dari satu

                                                                                                                      orbit ke orbit yang lain Pada perpindahan ini foton yang

                                                                                                                      dipancarkan mempunyai energi

                                                                                                                      GELOMBANG DE BROGLIE

                                                                                                                      1048708 Foton berfrekuensi ν mempunyai momentum

                                                                                                                      1048708 Panjang gelombang foton

                                                                                                                      1048708 De Broglie mengusulkan agar persamaan panjang

                                                                                                                      gelombang tersebut berlaku umum baik bagi foton

                                                                                                                      maupun bagi materi Panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                      m adalah massa relativistik Usulan de Broglie ini

                                                                                                                      dapat dibuktikan dengan percobaan difraksi elektron

                                                                                                                      oleh Davisson amp Germer

                                                                                                                      = panjang gelombang de Broglie

                                                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      = massa partikel

                                                                                                                      = kecepatan partikel

                                                                                                                      Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                                      = momentum foton

                                                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                                                      = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                                      = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                                      = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                                      = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                                      = konstanta Planck

                                                                                                                      = sudut penyimpangan foton

                                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                      b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                      kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                      E = Energi

                                                                                                                      h = tetapan Planck

                                                                                                                      f = frekwensi

                                                                                                                      c = kecepatan cahaya

                                                                                                                      v = kecepatan

                                                                                                                      a = energi ambang

                                                                                                                      m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                      p = momentum

                                                                                                                      p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                      Hypotesa de Broglie

                                                                                                                      Hamburan Compton

                                                                                                                      Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Catatan penting

                                                                                                                      Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                      Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                      DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                                      Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                      dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                      baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                      minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                      banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                      memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                      penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                      Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                      memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                      satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                      dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                      energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                      diperhitungkan

                                                                                                                      Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                      penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                      musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                      bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                      Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                      energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                      masalah kelangkaan energi

                                                                                                                      Fisi Nuklir

                                                                                                                      Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                      yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                      reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                      yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                      Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                      membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                      Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                      fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                                      Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                      menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                      dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                      fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                      membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                      yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                      yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                      reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                      dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                      reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                      Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                      dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                      berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                      lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                      berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                      keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                      yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                                      reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                      Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                      neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                      mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                      dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                      Reaktor Nuklir

                                                                                                                      Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                      keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                      terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                      memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                      batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                      skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                      Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                      nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                                      elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                      reaktor

                                                                                                                      Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                      cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                      neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                      kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                      berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                      berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                      sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                      Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                      reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                      terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                      nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                      dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                      sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                      Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                      masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                      yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                      reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                      kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                      kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                      diizinkan

                                                                                                                      Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                      membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                      sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                      menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                      yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                      sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                      Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                      reaktor

                                                                                                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                      air bertekanan

                                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                      Hukum Ohm

                                                                                                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                      pada rangkaian yang

                                                                                                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                      ditulis

                                                                                                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                      Hukum Kirchoff

                                                                                                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                      arus listrik

                                                                                                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                      Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                      I masuk = I keluar

                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                      Rangkaian Seri

                                                                                                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                      VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                      Rangkaian Paralel

                                                                                                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                      diperoleh persamaan

                                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                      yang lain tetap menyala

                                                                                                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                      dirumuskan

                                                                                                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                      Rp = R n

                                                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Listrik Statis

                                                                                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Rangkaian Majemuk

                                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                      turun

                                                                                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                      arah arus yang melaluinya

                                                                                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                      Usaha Listrik

                                                                                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                      muatan itu

                                                                                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                      positif

                                                                                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                      t

                                                                                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                      Kapasitansi

                                                                                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                      rumus dapat ditulis

                                                                                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                      disederhanakan

                                                                                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                      paralel

                                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Rangkaian kapasitor

                                                                                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                      Rangkaian R

                                                                                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                      Rangkaian C

                                                                                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                      Rangkaian L

                                                                                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                      =+90deg

                                                                                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                      menurut hubungan

                                                                                                                      di sini T dalam detik

                                                                                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                      sama

                                                                                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                      resistor R ialah I2R

                                                                                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                      henry dan f dalam hertz

                                                                                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Medan Magnet

                                                                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                      ini

                                                                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                                                                      Yang mana

                                                                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                      (GGL induksi)

                                                                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                      untuk trafo ideal

                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                      praktikal

                                                                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                      listriknya

                                                                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                              • Hukum Ohm
                                                                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                        = massa partikel

                                                                                                                        = kecepatan partikel

                                                                                                                        Efek Compton merupakan bukti paling langsung dari sifat partikel dari radiasi em

                                                                                                                        = momentum foton

                                                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                                                        = kecepatan cahaya (foton)

                                                                                                                        = panjang gelombang cahaya (foton)

                                                                                                                        = panjang gelombang foton setelah tumbukan

                                                                                                                        = panjang gelombang foton mula-mula

                                                                                                                        = konstanta Planck

                                                                                                                        = sudut penyimpangan foton

                                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                        b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                        kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                        E = Energi

                                                                                                                        h = tetapan Planck

                                                                                                                        f = frekwensi

                                                                                                                        c = kecepatan cahaya

                                                                                                                        v = kecepatan

                                                                                                                        a = energi ambang

                                                                                                                        m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                        p = momentum

                                                                                                                        p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                        Hypotesa de Broglie

                                                                                                                        Hamburan Compton

                                                                                                                        Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Catatan penting

                                                                                                                        Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                        Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                        DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                                        Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                        dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                        baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                        minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                        banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                        memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                        penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                        Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                        memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                        satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                        dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                        energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                        diperhitungkan

                                                                                                                        Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                        penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                        musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                        bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                        Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                        energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                        masalah kelangkaan energi

                                                                                                                        Fisi Nuklir

                                                                                                                        Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                        yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                        reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                        yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                        Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                        membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                        Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                        fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                                        Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                        menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                        dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                        fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                        membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                        yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                        yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                        reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                        dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                        reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                        Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                        dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                        berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                        lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                        berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                        keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                        yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                                        reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                        Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                        neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                        mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                        dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                        Reaktor Nuklir

                                                                                                                        Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                        keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                        terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                        memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                        batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                        skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                        Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                        nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                                        elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                        reaktor

                                                                                                                        Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                        cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                        neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                        kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                        berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                        berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                        sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                        Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                        reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                        terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                        nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                        dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                        sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                        Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                        masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                        yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                        reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                        kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                        kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                        diizinkan

                                                                                                                        Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                        membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                        sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                        menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                        yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                        sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                        Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Energi Nuklir

                                                                                                                        Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                        dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                        listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                        skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                        Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                        reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                        di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                        batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                        air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                        dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                        listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                        dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                        reaktor

                                                                                                                        Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                        mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                        tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                        air bertekanan

                                                                                                                        NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                        Hukum Ohm

                                                                                                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                        pada rangkaian yang

                                                                                                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                        ditulis

                                                                                                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                        Hukum Kirchoff

                                                                                                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                        arus listrik

                                                                                                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                        Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                        I masuk = I keluar

                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                        Rangkaian Seri

                                                                                                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                        VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                        Rangkaian Paralel

                                                                                                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                        diperoleh persamaan

                                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                        yang lain tetap menyala

                                                                                                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                        dirumuskan

                                                                                                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                        Rp = R n

                                                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Listrik Statis

                                                                                                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Rangkaian Majemuk

                                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                        turun

                                                                                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                        arah arus yang melaluinya

                                                                                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                        Usaha Listrik

                                                                                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                        muatan itu

                                                                                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                        positif

                                                                                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                        t

                                                                                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                        Kapasitansi

                                                                                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                        rumus dapat ditulis

                                                                                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                        disederhanakan

                                                                                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                        paralel

                                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Rangkaian kapasitor

                                                                                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                        Rangkaian R

                                                                                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                        Rangkaian C

                                                                                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                        Rangkaian L

                                                                                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                        =+90deg

                                                                                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                        menurut hubungan

                                                                                                                        di sini T dalam detik

                                                                                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                        sama

                                                                                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                        resistor R ialah I2R

                                                                                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                        henry dan f dalam hertz

                                                                                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Medan Magnet

                                                                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                        ini

                                                                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                                                                        Yang mana

                                                                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                        (GGL induksi)

                                                                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                        untuk trafo ideal

                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                        praktikal

                                                                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                        listriknya

                                                                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                          FISIKA MODERN Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                          b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                          kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                          E = Energi

                                                                                                                          h = tetapan Planck

                                                                                                                          f = frekwensi

                                                                                                                          c = kecepatan cahaya

                                                                                                                          v = kecepatan

                                                                                                                          a = energi ambang

                                                                                                                          m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                          p = momentum

                                                                                                                          p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                          Hypotesa de Broglie

                                                                                                                          Hamburan Compton

                                                                                                                          Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Catatan penting

                                                                                                                          Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                          Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                          DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                                          Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                          dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                          baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                          minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                          banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                          memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                          penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                          Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                          memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                          satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                          dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                          energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                          diperhitungkan

                                                                                                                          Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                          penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                          musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                          bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                          Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                          energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                          masalah kelangkaan energi

                                                                                                                          Fisi Nuklir

                                                                                                                          Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                          yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                          reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                          yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                          Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                          membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                          Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                          fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                                          Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                          menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                          dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                          fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                          membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                          yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                          yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                          reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                          dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                          reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                          Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                          dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                          berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                          lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                          berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                          keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                          yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                                          reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                          Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                          neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                          mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                          dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                          Reaktor Nuklir

                                                                                                                          Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                          keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                          terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                          memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                          batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                          skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                          Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                          nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                                          elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                          reaktor

                                                                                                                          Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                          cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                          neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                          kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                          berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                          berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                          sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                          Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                          reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                          terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                          nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                          dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                          sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                          Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                          masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                          yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                          reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                          kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                          kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                          diizinkan

                                                                                                                          Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                          membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                          sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                          menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                          yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                          sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                          Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Energi Nuklir

                                                                                                                          Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                          dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                          listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                          skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                          Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                          reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                          di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                          batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                          air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                          dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                          listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                          dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                          reaktor

                                                                                                                          Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                          mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                          tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                          air bertekanan

                                                                                                                          NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                          Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                          listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                          adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                          bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                          keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                          hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                          tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                          tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                          hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                          jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                          cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                          selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                          satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                          Hukum Ohm

                                                                                                                          Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                          berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                          kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                          listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                          antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                          diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                          saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                          hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                          hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                          seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                          lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                          Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                          hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                          kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                          pada rangkaian yang

                                                                                                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                          ditulis

                                                                                                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                          Hukum Kirchoff

                                                                                                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                          arus listrik

                                                                                                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                          Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                          I masuk = I keluar

                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                          Rangkaian Seri

                                                                                                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                          VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                          Rangkaian Paralel

                                                                                                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                          diperoleh persamaan

                                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                          yang lain tetap menyala

                                                                                                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                          dirumuskan

                                                                                                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                          Rp = R n

                                                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Listrik Statis

                                                                                                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Rangkaian Majemuk

                                                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                          turun

                                                                                                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                          arah arus yang melaluinya

                                                                                                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                          Usaha Listrik

                                                                                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                          muatan itu

                                                                                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                          positif

                                                                                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                          t

                                                                                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                          Kapasitansi

                                                                                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                          rumus dapat ditulis

                                                                                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                          disederhanakan

                                                                                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                          paralel

                                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Rangkaian kapasitor

                                                                                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                          Rangkaian R

                                                                                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                          Rangkaian C

                                                                                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                          Rangkaian L

                                                                                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                          =+90deg

                                                                                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                          menurut hubungan

                                                                                                                          di sini T dalam detik

                                                                                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                          sama

                                                                                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                          resistor R ialah I2R

                                                                                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                          henry dan f dalam hertz

                                                                                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Medan Magnet

                                                                                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                          ini

                                                                                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                          1 Induksi Magnetik

                                                                                                                          Hukum Biot-Savart

                                                                                                                          Yang mana

                                                                                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                          (GGL induksi)

                                                                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                          untuk trafo ideal

                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                          praktikal

                                                                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                          listriknya

                                                                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                            a Semakin besar intensitas cahaya semakin banyak elektron elektron yang diemisikan

                                                                                                                            b Kecepatan elektron yang diemisikan bergantung pada frekuensi semakin besar f makin besar pula

                                                                                                                            kecepatan elektron yang diemisikan

                                                                                                                            E = Energi

                                                                                                                            h = tetapan Planck

                                                                                                                            f = frekwensi

                                                                                                                            c = kecepatan cahaya

                                                                                                                            v = kecepatan

                                                                                                                            a = energi ambang

                                                                                                                            m = massa λ = panjang gelombang

                                                                                                                            p = momentum

                                                                                                                            p=momentum Ek = Energi kinetik

                                                                                                                            Hypotesa de Broglie

                                                                                                                            Hamburan Compton

                                                                                                                            Dualisme Gelombang Partikel Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Catatan penting

                                                                                                                            Ek=54 ev = 541610-19 Joule

                                                                                                                            Massa 1e = 9110-31 kg

                                                                                                                            DUALISME GELOMBANG CAHAYA

                                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                                            Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                            dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                            baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                            minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                            banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                            memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                            penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                            Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                            memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                            satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                            dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                            energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                            diperhitungkan

                                                                                                                            Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                            penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                            musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                            bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                            Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                            energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                            masalah kelangkaan energi

                                                                                                                            Fisi Nuklir

                                                                                                                            Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                            yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                            reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                            yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                            Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                            membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                            Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                            fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                                            Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                            menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                            dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                            fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                            membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                            yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                            yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                            reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                            dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                            reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                            Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                            dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                            berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                            lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                            berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                            keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                            yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                                            reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                            Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                            neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                            mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                            dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                            Reaktor Nuklir

                                                                                                                            Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                            keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                            terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                            memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                            batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                            skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                            Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                            nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                                            elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                            reaktor

                                                                                                                            Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                            cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                            neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                            kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                            berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                            berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                            sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                            Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                            reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                            terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                            nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                            dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                            sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                            Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                            masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                            yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                            reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                            kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                            kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                            diizinkan

                                                                                                                            Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                            membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                            sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                            menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                            yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                            sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                            Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Energi Nuklir

                                                                                                                            Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                            dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                            listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                            skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                            Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                            reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                            di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                            batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                            air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                            dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                            listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                            dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                            reaktor

                                                                                                                            Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                            mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                            tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                            air bertekanan

                                                                                                                            NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                                            Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                            listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                            adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                            bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                            keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                            hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                            tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                            tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                            hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                            jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                            cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                            selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                            satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                            Hukum Ohm

                                                                                                                            Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                            berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                            kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                            listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                            antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                            diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                            saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                            hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                            hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                            seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                            lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                            Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                            hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                            kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                                            Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                            di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                            konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                            grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                            bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                            (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                            Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                            adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                            besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                            tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                            menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                            dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                            sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                            pada rangkaian yang

                                                                                                                            rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                            pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                            dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                            (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                            dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                            langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                            dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                            multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                            secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                            Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                            ditulis

                                                                                                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                                            Hukum Kirchoff

                                                                                                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                            arus listrik

                                                                                                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                            Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                            I masuk = I keluar

                                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                            Rangkaian Seri

                                                                                                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                            VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                            Rangkaian Paralel

                                                                                                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                            diperoleh persamaan

                                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                            yang lain tetap menyala

                                                                                                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                            dirumuskan

                                                                                                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                            Rp = R n

                                                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Listrik Statis

                                                                                                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Rangkaian Majemuk

                                                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                            turun

                                                                                                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                            arah arus yang melaluinya

                                                                                                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                            Usaha Listrik

                                                                                                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                            muatan itu

                                                                                                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                            positif

                                                                                                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                            t

                                                                                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                            Kapasitansi

                                                                                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                            rumus dapat ditulis

                                                                                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                            disederhanakan

                                                                                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                            paralel

                                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Rangkaian kapasitor

                                                                                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                            Rangkaian R

                                                                                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                            Rangkaian C

                                                                                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                            Rangkaian L

                                                                                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                            =+90deg

                                                                                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                            menurut hubungan

                                                                                                                            di sini T dalam detik

                                                                                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                            sama

                                                                                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                            resistor R ialah I2R

                                                                                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                            henry dan f dalam hertz

                                                                                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Medan Magnet

                                                                                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                            ini

                                                                                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                            1 Induksi Magnetik

                                                                                                                            Hukum Biot-Savart

                                                                                                                            Yang mana

                                                                                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                            5 Gaya Lorentz

                                                                                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                            (GGL induksi)

                                                                                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                            pp = daya primer (watt)

                                                                                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                            untuk trafo ideal

                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                            praktikal

                                                                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                            listriknya

                                                                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                                              Masalah energi merupakan salah satu isu penting yang sedang hangat

                                                                                                                              dibicarakan Semakin berkurangnya sumber energi penemuan sumber energi

                                                                                                                              baru pengembangan energi-energi alternatif dan dampak penggunaan energi

                                                                                                                              minyak bumi terhadap lingkungan hidup menjadi tema-tema yang menarik dan

                                                                                                                              banyak didiskusikan Pemanasan global yang diyakini sedang terjadi dan akan

                                                                                                                              memasuki tahap yang mengkhawatirkan disebut-sebut juga merupakan dampak

                                                                                                                              penggunaan energi minyak bumi yang merupakan sumber energi utama saat ini

                                                                                                                              Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi

                                                                                                                              memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru Salah

                                                                                                                              satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir Meski

                                                                                                                              dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar tidak dapat dipungkiri bahwa

                                                                                                                              energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak

                                                                                                                              diperhitungkan

                                                                                                                              Isu energi nuklir yang berkembang saat ini memang berkisar tentang

                                                                                                                              penggunaan energi nuklir dalam bentuk bom nuklir dan bayangan buruk tentang

                                                                                                                              musibah hancurnya reaktor nuklir di Chernobyl Isu-isu ini telah membentuk

                                                                                                                              bayangan buruk dan menakutkan tentang nuklir dan pengembangannya

                                                                                                                              Padahal pemanfaatan yang bijaksana bertanggung jawab dan terkendali atas

                                                                                                                              energi nuklir dapat meningkatkan taraf hidup sekaligus memberikan solusi atas

                                                                                                                              masalah kelangkaan energi

                                                                                                                              Fisi Nuklir

                                                                                                                              Secara umum energi nuklir dapat dihasilkan melalui dua macam mekanisme

                                                                                                                              yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi dan penggabungan beberapa inti melalui

                                                                                                                              reaksi fusi Di sini akan dibahas salah satu mekanisme produksi energi nuklir

                                                                                                                              yaitu reaksi fisi nuklir

                                                                                                                              Sebuah inti berat yang ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat

                                                                                                                              membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dan beberapa partikel lain

                                                                                                                              Mekanisme semacam ini disebut pembelahan inti atau fisi nuklir Contoh reaksi

                                                                                                                              fisi adalah uranium yang ditumbuk (atau menyerap) neutron lambat

                                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                                              Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                              menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                              dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                              fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                              membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                              yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                              yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                              reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                              dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                              reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                              Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                              dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                              berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                              lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                              berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                              keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                              yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                                              reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                              Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                              neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                              mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                              dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                              Reaktor Nuklir

                                                                                                                              Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                              keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                              terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                              memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                              batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                              skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                              Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                              nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                                              elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                              reaktor

                                                                                                                              Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                              cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                              neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                              kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                              berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                              berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                              sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                              Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                              reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                              terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                              nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                              dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                              sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                              Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                              masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                              yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                              reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                              kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                              kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                              diizinkan

                                                                                                                              Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                              membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                              sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                              menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                              yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                              sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                              Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Energi Nuklir

                                                                                                                              Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                              dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                              listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                              skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                              Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                              reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                              di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                              batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                              air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                              dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                              listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                              dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                              reaktor

                                                                                                                              Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                              mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                              tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                              air bertekanan

                                                                                                                              NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                                              Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                              listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                              adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                              bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                              keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                              hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                              tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                              tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                              hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                              jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                              cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                              selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                              satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                              Hukum Ohm

                                                                                                                              Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                              berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                              kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                              listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                              antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                              diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                              saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                              hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                              hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                              seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                              lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                              Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                              hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                              kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                                              Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                              di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                              konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                              grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                              bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                              (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                              Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                              adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                              besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                              tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                              menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                              dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                              sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                              pada rangkaian yang

                                                                                                                              rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                              pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                              dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                              (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                              dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                              langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                              dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                              multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                              secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                              Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                                              Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                              kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                              makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                              bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                              terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                              makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                              ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                              ditulis

                                                                                                                              Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                              Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                              Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                              itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                              listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                              turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                                              Hukum Kirchoff

                                                                                                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                              arus listrik

                                                                                                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                              Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                              I masuk = I keluar

                                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                              Rangkaian Seri

                                                                                                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                              VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                              Rangkaian Paralel

                                                                                                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                              diperoleh persamaan

                                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                              yang lain tetap menyala

                                                                                                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                              dirumuskan

                                                                                                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                              Rp = R n

                                                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Listrik Statis

                                                                                                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Rangkaian Majemuk

                                                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                              turun

                                                                                                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                              arah arus yang melaluinya

                                                                                                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                              Usaha Listrik

                                                                                                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                              muatan itu

                                                                                                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                              positif

                                                                                                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                              t

                                                                                                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                              Kapasitansi

                                                                                                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                              rumus dapat ditulis

                                                                                                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                              disederhanakan

                                                                                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                              paralel

                                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Rangkaian kapasitor

                                                                                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                              Rangkaian R

                                                                                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                              Rangkaian C

                                                                                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                              Rangkaian L

                                                                                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                              =+90deg

                                                                                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                              menurut hubungan

                                                                                                                              di sini T dalam detik

                                                                                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                              sama

                                                                                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                              resistor R ialah I2R

                                                                                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                              henry dan f dalam hertz

                                                                                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Medan Magnet

                                                                                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                              ini

                                                                                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                              1 Induksi Magnetik

                                                                                                                              Hukum Biot-Savart

                                                                                                                              Yang mana

                                                                                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                              5 Gaya Lorentz

                                                                                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                              (GGL induksi)

                                                                                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                              pp = daya primer (watt)

                                                                                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                              untuk trafo ideal

                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                              praktikal

                                                                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                              listriknya

                                                                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                                Reaksi fisi uranium seperti di atas

                                                                                                                                menghasilkan neutron selain dua buah inti atom yang lebih ringan Neutron ini

                                                                                                                                dapat menumbuk (diserap) kembali oleh inti uranium untuk membentuk reaksi

                                                                                                                                fisi berikutnya Mekanisme ini terus terjadi dalam waktu yang sangat cepat

                                                                                                                                membentuk reaksi berantai tak terkendali Akibatnya terjadi pelepasan energi

                                                                                                                                yang besar dalam waktu singkat Mekanisme ini yang terjadi di dalam bom nuklir

                                                                                                                                yang menghasilkan ledakan yang dahsyat Jadi reaksi fisi dapat membentuk

                                                                                                                                reaksi berantai tak terkendali yang memiliki potensi daya ledak yang dahsyat dan

                                                                                                                                dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir

                                                                                                                                reaksi fisi berantai (sumber wwwscienceclarifiedcom)

                                                                                                                                Dibandingkan dibentuk dalam bentuk bom nuklir pelepasan energi yang

                                                                                                                                dihasilkan melalui reaksi fisi dapat dimanfaatkan untuk hal-hal yang lebih

                                                                                                                                berguna Untuk itu reaksi berantai yang terjadi dalam reaksi fisi harus dibuat

                                                                                                                                lebih terkendali Usaha ini bisa dilakukan di dalam sebuah reaktor nuklir Reaksi

                                                                                                                                berantai terkendali dapat diusahakan berlangsung di dalam reaktor yang terjamin

                                                                                                                                keamanannya dan energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk keperluan

                                                                                                                                yang lebih berguna misalnya untuk penelitian dan untuk membangkitkan listrik

                                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                                reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                                Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                                neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                                mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                                dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                                Reaktor Nuklir

                                                                                                                                Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                                keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                                terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                                memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                                batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                                skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                                Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                                nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                                elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                                reaktor

                                                                                                                                Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                                cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                                neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                                kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                                berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                                berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                                sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                                Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                                reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                                terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                                nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                                dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                                sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                                Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                                masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                                yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                                reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                                kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                                kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                                diizinkan

                                                                                                                                Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                                membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                                sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                                menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                                yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                                sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                                Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Energi Nuklir

                                                                                                                                Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                                dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                                listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                                skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                                Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                                reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                                di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                                batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                                air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                                dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                                listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                                dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                                reaktor

                                                                                                                                Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                                mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                                tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                                air bertekanan

                                                                                                                                NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                                Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                                listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                                adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                                bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                                keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                                hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                                tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                                tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                                hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                                jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                                cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                                selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                                satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                                Hukum Ohm

                                                                                                                                Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                                berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                                kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                                listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                                antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                                diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                                saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                                hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                                hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                                seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                                lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                                Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                                hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                                kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                                Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                                di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                                konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                                grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                                bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                                (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                                Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                                adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                                besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                                tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                                menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                                dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                                sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                                pada rangkaian yang

                                                                                                                                rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                                pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                                dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                                (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                                dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                                langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                                dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                                multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                                secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                                Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                                Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                ditulis

                                                                                                                                Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Listrik Dinamis

                                                                                                                                Hukum Kirchoff

                                                                                                                                Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                arus listrik

                                                                                                                                Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                I masuk = I keluar

                                                                                                                                Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                Rangkaian Seri

                                                                                                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                Rangkaian Paralel

                                                                                                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                diperoleh persamaan

                                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                yang lain tetap menyala

                                                                                                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                dirumuskan

                                                                                                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                Rp = R n

                                                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Listrik Statis

                                                                                                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                turun

                                                                                                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                Usaha Listrik

                                                                                                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                muatan itu

                                                                                                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                positif

                                                                                                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                t

                                                                                                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                Kapasitansi

                                                                                                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                rumus dapat ditulis

                                                                                                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                disederhanakan

                                                                                                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                paralel

                                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                Rangkaian R

                                                                                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                Rangkaian C

                                                                                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                Rangkaian L

                                                                                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                =+90deg

                                                                                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                menurut hubungan

                                                                                                                                di sini T dalam detik

                                                                                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                sama

                                                                                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                resistor R ialah I2R

                                                                                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Medan Magnet

                                                                                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                ini

                                                                                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                Yang mana

                                                                                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                (GGL induksi)

                                                                                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                untuk trafo ideal

                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                praktikal

                                                                                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                listriknya

                                                                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                                  reaksi fisi berantai terkendali (sumber wwwatomicarchivecom)

                                                                                                                                  Di dalam reaksi fisi yang terkendali jumlah neutron dibatasi sehingga hanya satu

                                                                                                                                  neutron saja yang akan diserap untuk pembelahan inti berikutnya Dengan

                                                                                                                                  mekanisme ini diperoleh reaksi berantai terkendali yang energi yang

                                                                                                                                  dihasilkannya dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna

                                                                                                                                  Reaktor Nuklir

                                                                                                                                  Energi yang dihasilkan dalam reaksi fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk

                                                                                                                                  keperluan yang berguna Untuk itu reaksi fisi harus berlangsung secara

                                                                                                                                  terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir Sebuah reaktor nuklir paling tidak

                                                                                                                                  memiliki empat komponen dasar yaitu elemen bahan bakar moderator neutron

                                                                                                                                  batang kendali dan perisai beton

                                                                                                                                  skema reaktor nuklir (sumber httppersonalesalcupves)

                                                                                                                                  Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi

                                                                                                                                  nuklir Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar adalah uranium U

                                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                                  elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                                  reaktor

                                                                                                                                  Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                                  cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                                  neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                                  kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                                  berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                                  berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                                  sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                                  Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                                  reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                                  terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                                  nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                                  dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                                  sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                                  Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                                  masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                                  yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                                  reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                                  kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                                  kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                                  diizinkan

                                                                                                                                  Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                                  membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                                  sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                                  menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                                  yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                                  sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                                  Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Energi Nuklir

                                                                                                                                  Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                                  dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                                  listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                                  skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                                  Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                                  reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                                  di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                                  batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                                  air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                                  dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                                  listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                                  dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                                  reaktor

                                                                                                                                  Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                                  mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                                  tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                                  air bertekanan

                                                                                                                                  NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                                  Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                                  listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                                  adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                                  bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                                  keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                                  hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                                  tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                                  tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                                  hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                                  jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                                  cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                                  selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                                  satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                                  Hukum Ohm

                                                                                                                                  Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                                  berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                                  kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                                  listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                                  antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                                  diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                                  saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                                  hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                                  hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                                  seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                                  lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                                  Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                                  hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                                  kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                                  Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                                  di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                                  konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                                  grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                                  bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                                  (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                                  Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                                  adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                                  besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                                  tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                                  menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                                  dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                                  sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                                  pada rangkaian yang

                                                                                                                                  rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                                  pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                                  dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                                  (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                                  dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                                  langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                                  dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                                  multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                                  secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                                  Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                                  Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                  kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                  makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                  bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                  terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                  makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                  ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                  ditulis

                                                                                                                                  Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                  Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                  Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                  itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                  listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                  turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Listrik Dinamis

                                                                                                                                  Hukum Kirchoff

                                                                                                                                  Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                  kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                  tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                  sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                  arus listrik

                                                                                                                                  Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                  percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                  tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                  dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                  Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                  I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                  I masuk = I keluar

                                                                                                                                  Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                  Rangkaian Seri

                                                                                                                                  Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                  hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                  hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                  Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                  seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                  VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                  I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                  R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                  Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                  R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                  seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                  inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                  seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                  mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                  Rangkaian Paralel

                                                                                                                                  Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                  Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                  diperoleh persamaan

                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                  yang lain tetap menyala

                                                                                                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                  dirumuskan

                                                                                                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                  Rp = R n

                                                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Listrik Statis

                                                                                                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                  turun

                                                                                                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                  arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                  Usaha Listrik

                                                                                                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                  muatan itu

                                                                                                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                  positif

                                                                                                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                  t

                                                                                                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                  Kapasitansi

                                                                                                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                  rumus dapat ditulis

                                                                                                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                  disederhanakan

                                                                                                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                  paralel

                                                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                  Rangkaian R

                                                                                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                  Rangkaian C

                                                                                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                  Rangkaian L

                                                                                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                  =+90deg

                                                                                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                  menurut hubungan

                                                                                                                                  di sini T dalam detik

                                                                                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                  sama

                                                                                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Medan Magnet

                                                                                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                  ini

                                                                                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                  Yang mana

                                                                                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                  (GGL induksi)

                                                                                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                  untuk trafo ideal

                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                  praktikal

                                                                                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                  listriknya

                                                                                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                                    elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras

                                                                                                                                    reaktor

                                                                                                                                    Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang

                                                                                                                                    cukup tinggi Adapun neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah

                                                                                                                                    neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat

                                                                                                                                    kelajuan neutron ini Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya

                                                                                                                                    berupa air Jadi di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang

                                                                                                                                    berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan

                                                                                                                                    sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air

                                                                                                                                    Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam

                                                                                                                                    reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali Agar reaksi berantai yang

                                                                                                                                    terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi

                                                                                                                                    nuklir berikutnya digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di

                                                                                                                                    dalam teras reaktor Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan

                                                                                                                                    sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron

                                                                                                                                    Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-

                                                                                                                                    masuk teras reaktor Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah

                                                                                                                                    yang diizinkan (kondisi kritis) maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras

                                                                                                                                    reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis Batang

                                                                                                                                    kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi

                                                                                                                                    kritis (kekurangan neutron) untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang

                                                                                                                                    diizinkan

                                                                                                                                    Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat

                                                                                                                                    membahayakan lingkungan di sekitar reaktor Diperlukan sebuah pelindung di

                                                                                                                                    sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak

                                                                                                                                    menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton

                                                                                                                                    yang dibuat mengelilingi teras reaktor Beton diketahui sangat efektif menyerap

                                                                                                                                    sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai

                                                                                                                                    Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

                                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Energi Nuklir

                                                                                                                                    Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                                    dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                                    listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                                    skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                                    Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                                    reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                                    di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                                    batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                                    air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                                    dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                                    listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                                    dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                                    reaktor

                                                                                                                                    Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                                    mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                                    tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                                    air bertekanan

                                                                                                                                    NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                                    Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                                    listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                                    adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                                    bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                                    keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                                    hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                                    tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                                    tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                                    hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                                    jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                                    cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                                    selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                                    satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                                    Hukum Ohm

                                                                                                                                    Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                                    berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                                    kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                                    listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                                    antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                                    diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                                    saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                                    hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                                    hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                                    seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                                    lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                                    Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                                    hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                                    kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                                    Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                                    di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                                    konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                                    grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                                    bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                                    (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                                    Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                                    adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                                    besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                                    tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                                    menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                                    dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                                    sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                                    pada rangkaian yang

                                                                                                                                    rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                                    pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                                    dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                                    (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                                    dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                                    langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                                    dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                                    multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                                    secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                                    Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                                    Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                    kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                    makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                    bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                    terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                    makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                    ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                    ditulis

                                                                                                                                    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                    Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                    Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                    itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                    listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                    turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Listrik Dinamis

                                                                                                                                    Hukum Kirchoff

                                                                                                                                    Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                    kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                    tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                    sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                    arus listrik

                                                                                                                                    Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                    percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                    tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                    dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                    Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                    I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                    I masuk = I keluar

                                                                                                                                    Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                    Rangkaian Seri

                                                                                                                                    Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                    hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                    hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                    Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                    seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                    VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                    I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                    R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                    Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                    R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                    seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                    inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                    seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                    mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                    Rangkaian Paralel

                                                                                                                                    Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                    Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                    diperoleh persamaan

                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                    Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                    itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                    Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                    hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                    R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                    pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                    yang lain tetap menyala

                                                                                                                                    Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                    resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                    1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                    Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                    Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                    R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                    satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                    dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                    Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                    dirumuskan

                                                                                                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                    Rp = R n

                                                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Listrik Statis

                                                                                                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                    turun

                                                                                                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                    arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                    Usaha Listrik

                                                                                                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                    muatan itu

                                                                                                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                    positif

                                                                                                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                    t

                                                                                                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                    Kapasitansi

                                                                                                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                    rumus dapat ditulis

                                                                                                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                    disederhanakan

                                                                                                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                    paralel

                                                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                    Rangkaian R

                                                                                                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                    Rangkaian C

                                                                                                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                    Rangkaian L

                                                                                                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                    =+90deg

                                                                                                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                    menurut hubungan

                                                                                                                                    di sini T dalam detik

                                                                                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                    sama

                                                                                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Medan Magnet

                                                                                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                    ini

                                                                                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                    Yang mana

                                                                                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                    (GGL induksi)

                                                                                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                    untuk trafo ideal

                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                    praktikal

                                                                                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                    listriknya

                                                                                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                            • Hukum Ohm
                                                                                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                      Energi Nuklir

                                                                                                                                      Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir

                                                                                                                                      dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan listrik Instalasi pembangkitan energi

                                                                                                                                      listrik semacam ini dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

                                                                                                                                      skema pembangkit listrik tenaga nuklir (sumber httpreactorengrwiscedu)

                                                                                                                                      Salah satu bentuk reaktor nuklir adalah reaktor air bertekanan (pressurized water

                                                                                                                                      reactorPWR) yang skemanya ditunjukkan dalam gambar Energi yang dihasilkan

                                                                                                                                      di dalam reaktor nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-

                                                                                                                                      batang bahan bakar Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama

                                                                                                                                      air menuju alat penukar panas (heat exchanger) Di sini uap panas dipisahkan

                                                                                                                                      dari air dan dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan

                                                                                                                                      listrik sedangkan air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor Uap air

                                                                                                                                      dingin yang mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam

                                                                                                                                      reaktor

                                                                                                                                      Untuk menjaga agar air di dalam reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak

                                                                                                                                      mendidih (air mendidih pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm) air dijaga dalam

                                                                                                                                      tekanan tinggi sebesar 160 atm Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor

                                                                                                                                      air bertekanan

                                                                                                                                      NUKLIR l Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                                      Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                                      listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                                      adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                                      bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                                      keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                                      hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                                      tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                                      tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                                      hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                                      jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                                      cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                                      selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                                      satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                                      Hukum Ohm

                                                                                                                                      Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                                      berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                                      kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                                      listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                                      antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                                      diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                                      saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                                      hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                                      hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                                      seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                                      lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                                      Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                                      hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                                      kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                                      Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                                      di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                                      konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                                      grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                                      bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                                      (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                                      Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                                      adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                                      besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                                      tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                                      menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                                      dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                                      sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                                      pada rangkaian yang

                                                                                                                                      rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                                      pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                                      dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                                      (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                                      dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                                      langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                                      dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                                      multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                                      secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                                      Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                                      Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                      kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                      makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                      bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                      terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                      makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                      ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                      ditulis

                                                                                                                                      Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                      Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                      Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                      itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                      listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                      turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Listrik Dinamis

                                                                                                                                      Hukum Kirchoff

                                                                                                                                      Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                      kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                      tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                      sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                      arus listrik

                                                                                                                                      Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                      percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                      tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                      dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                      Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                      I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                      I masuk = I keluar

                                                                                                                                      Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                      Rangkaian Seri

                                                                                                                                      Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                      hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                      hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                      Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                      seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                      VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                      I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                      R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                      Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                      R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                      seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                      inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                      seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                      mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                      Rangkaian Paralel

                                                                                                                                      Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                      Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                      diperoleh persamaan

                                                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                      Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                      itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                      Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                      hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                      R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                      pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                      yang lain tetap menyala

                                                                                                                                      Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                      resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                      1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                      Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                      Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                      R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                      satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                      Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                      dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                      Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                      2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                      Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                      rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                      tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                      Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                      gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                      Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                      dirumuskan

                                                                                                                                      1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                      Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                      Rp = R n

                                                                                                                                      dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                      Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Listrik Statis

                                                                                                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                      turun

                                                                                                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                      arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                      Usaha Listrik

                                                                                                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                      muatan itu

                                                                                                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                      positif

                                                                                                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                      t

                                                                                                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                      Kapasitansi

                                                                                                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                      rumus dapat ditulis

                                                                                                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                      disederhanakan

                                                                                                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                      paralel

                                                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                      Rangkaian R

                                                                                                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                      Rangkaian C

                                                                                                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                      Rangkaian L

                                                                                                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                      =+90deg

                                                                                                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                      menurut hubungan

                                                                                                                                      di sini T dalam detik

                                                                                                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                      sama

                                                                                                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                      resistor R ialah I2R

                                                                                                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                      henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Medan Magnet

                                                                                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                      ini

                                                                                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                      Yang mana

                                                                                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                      (GGL induksi)

                                                                                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                      untuk trafo ideal

                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                      praktikal

                                                                                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                      listriknya

                                                                                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                              • Hukum Ohm
                                                                                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                                        Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak cara mengukur kuat arus pada

                                                                                                                                        listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik

                                                                                                                                        adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik kuat arus pada rangkaian

                                                                                                                                        bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang

                                                                                                                                        keluar sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung

                                                                                                                                        hambatan Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan pada rangkaian seri

                                                                                                                                        tegangan sangat tergantung pada hambatan tetapi pada rangkaian bercabang

                                                                                                                                        tegangan tidak berpengaruh pada hambatan semua itu telah dikemukakan oleh

                                                                                                                                        hukum kirchoff yang berbunyi jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan

                                                                                                                                        jumlah kuat arus listrik yang keluar berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan

                                                                                                                                        cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus times hambatan Hambatan nilainya

                                                                                                                                        selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus tegangan memiliki

                                                                                                                                        satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm

                                                                                                                                        Hukum Ohm

                                                                                                                                        Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak

                                                                                                                                        berakhir pada alat listrik tetapi melingkar

                                                                                                                                        kernbali ke sumber arus Pada dasarnya alat

                                                                                                                                        listrik bersifat menghambat alus listrik Hubungan

                                                                                                                                        antara arus listrik tegangan dan hambatan dapat

                                                                                                                                        diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu

                                                                                                                                        saluran Orang yang pertama kali meneliti

                                                                                                                                        hubungan antara arus listrik tegangan dan

                                                                                                                                        hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854)

                                                                                                                                        seorang ahli fisika Jerman Hubungan tersebut

                                                                                                                                        lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm

                                                                                                                                        Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami

                                                                                                                                        hambatan Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R beda potensial V dan

                                                                                                                                        kuat arus I hubungan antara R V dan I secara matematis dapat ditulis

                                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                                        Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                                        di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                                        konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                                        grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                                        bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                                        (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                                        Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                                        adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                                        besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                                        tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                                        menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                                        dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                                        sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                                        pada rangkaian yang

                                                                                                                                        rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                                        pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                                        dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                                        (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                                        dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                                        langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                                        dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                                        multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                                        secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                                        Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                                        Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                        kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                        makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                        bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                        terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                        makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                        ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                        ditulis

                                                                                                                                        Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                        Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                        Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                        itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                        listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                        turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Listrik Dinamis

                                                                                                                                        Hukum Kirchoff

                                                                                                                                        Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                        kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                        tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                        sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                        arus listrik

                                                                                                                                        Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                        percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                        tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                        dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                        Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                        I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                        I masuk = I keluar

                                                                                                                                        Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                        Rangkaian Seri

                                                                                                                                        Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                        hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                        hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                        Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                        seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                        VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                        I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                        R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                        Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                        R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                        seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                        inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                        seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                        mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                        Rangkaian Paralel

                                                                                                                                        Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                        Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                        diperoleh persamaan

                                                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                        Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                        itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                        Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                        hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                        R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                        pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                        yang lain tetap menyala

                                                                                                                                        Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                        resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                        1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                        Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                        Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                        R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                        satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                        Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                        dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                        Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                        2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                        Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                        rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                        tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                        Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                        gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                        Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                        dirumuskan

                                                                                                                                        1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                        Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                        Rp = R n

                                                                                                                                        dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                        Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Listrik Statis

                                                                                                                                        Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                        Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                        Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                        mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                        mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                        saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                        lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                        kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                        Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                        mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                        listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                        Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                        mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                        berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                        negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                        Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                        gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                        satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                        Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                        turun

                                                                                                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                        arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                        Usaha Listrik

                                                                                                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                        muatan itu

                                                                                                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                        positif

                                                                                                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                        t

                                                                                                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                        Kapasitansi

                                                                                                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                        rumus dapat ditulis

                                                                                                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                        disederhanakan

                                                                                                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                        paralel

                                                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                        Rangkaian R

                                                                                                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                        Rangkaian C

                                                                                                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                        Rangkaian L

                                                                                                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                        =+90deg

                                                                                                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                        menurut hubungan

                                                                                                                                        di sini T dalam detik

                                                                                                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                        sama

                                                                                                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                        resistor R ialah I2R

                                                                                                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                        henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Medan Magnet

                                                                                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                        ini

                                                                                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                        Yang mana

                                                                                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                        (GGL induksi)

                                                                                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                        untuk trafo ideal

                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                        praktikal

                                                                                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                        listriknya

                                                                                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                                          Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika tegangan 1 V

                                                                                                                                          di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 A melalui

                                                                                                                                          konduktor itu Data-data percobaan hukum Ohm dapat ditampilkan dalam bentuk

                                                                                                                                          grafik seperti gambar di samping Pada pelajaran Matematika telah diketahui

                                                                                                                                          bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal

                                                                                                                                          (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis)

                                                                                                                                          Berdasarkan grafik kemiringan garis adalah α = VT Kemiringan ini tidak lain

                                                                                                                                          adalah nilai hambatan (R) Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin

                                                                                                                                          besar Artinya jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar bahan

                                                                                                                                          tersebut makin sulit dilewati arus listrik Komponen yang khusus dibuat untuk

                                                                                                                                          menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat) Sebuah resistor dapat

                                                                                                                                          dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu Jika dipasang pada rangkaian

                                                                                                                                          sederhana resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus Namun jika dipasang

                                                                                                                                          pada rangkaian yang

                                                                                                                                          rumit seperti radio televisi dan komputer resistor dapat berfungsi sebagai

                                                                                                                                          pengatur kuat arus Dengan demikian komponen-komponen dalam rangkaian itu

                                                                                                                                          dapat berfungsi dengan baik Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom

                                                                                                                                          (campuran antara nikel besi krom dan karbon) Selain itu resistor juga dapat

                                                                                                                                          dibuat dari bahan karbon Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara

                                                                                                                                          langsung dengan ohmmeter Biasanya ohmmeter dipasang hersama-sama

                                                                                                                                          dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut

                                                                                                                                          multimeter Selain dengan ohmmeter nilai hambatan resistor dapat diukur

                                                                                                                                          secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter

                                                                                                                                          Hambatan Kawat Penghantar

                                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                                          Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                          kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                          makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                          bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                          terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                          makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                          ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                          ditulis

                                                                                                                                          Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                          Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                          Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                          itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                          listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                          turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Listrik Dinamis

                                                                                                                                          Hukum Kirchoff

                                                                                                                                          Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                          kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                          tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                          sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                          arus listrik

                                                                                                                                          Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                          percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                          tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                          dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                          Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                          I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                          I masuk = I keluar

                                                                                                                                          Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                          Rangkaian Seri

                                                                                                                                          Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                          hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                          hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                          Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                          seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                          VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                          I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                          R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                          Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                          R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                          seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                          inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                          seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                          mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                          Rangkaian Paralel

                                                                                                                                          Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                          Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                          diperoleh persamaan

                                                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                          Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                          itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                          Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                          hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                          R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                          pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                          yang lain tetap menyala

                                                                                                                                          Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                          resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                          1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                          Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                          Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                          R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                          satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                          Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                          dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                          Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                          2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                          Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                          rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                          tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                          Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                          gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                          Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                          dirumuskan

                                                                                                                                          1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                          Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                          Rp = R n

                                                                                                                                          dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                          Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Listrik Statis

                                                                                                                                          Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                          Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                          Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                          mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                          mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                          saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                          lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                          kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                          Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                          mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                          listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                          Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                          mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                          berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                          negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                          Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                          gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                          satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                          Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                          cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                          HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                          yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                          naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                          Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                          titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                          dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                          turun

                                                                                                                                          Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                          arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                          Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                          PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                          persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                          sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                          beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                          Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                          Usaha Listrik

                                                                                                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                          muatan itu

                                                                                                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                          positif

                                                                                                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                          t

                                                                                                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                          Kapasitansi

                                                                                                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                          rumus dapat ditulis

                                                                                                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                          disederhanakan

                                                                                                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                          paralel

                                                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                          Rangkaian R

                                                                                                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                          Rangkaian C

                                                                                                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                          Rangkaian L

                                                                                                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                          =+90deg

                                                                                                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                          menurut hubungan

                                                                                                                                          di sini T dalam detik

                                                                                                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                          sama

                                                                                                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                          resistor R ialah I2R

                                                                                                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                          henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Medan Magnet

                                                                                                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                          ini

                                                                                                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                          1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                          Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                          Yang mana

                                                                                                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                          (GGL induksi)

                                                                                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                          untuk trafo ideal

                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                          praktikal

                                                                                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                          listriknya

                                                                                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                                                            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa besar hambatan suatu

                                                                                                                                            kawat penghantar 1 Sebanding dengan panjang kawat penghantar artinya

                                                                                                                                            makin panjang penghantar makin besar hambatannya 2 Bergantung pada jenis

                                                                                                                                            bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat) dan 3 berbanding

                                                                                                                                            terbalik dengan luas penampang kawat artinya makin kecil luas penampang

                                                                                                                                            makin besar hambatannya Jika panjang kawat dilambangkan ℓ hambatan jenis

                                                                                                                                            ρ dan luas penampang kawat A Secara matematis besar hambatan kawat dapat

                                                                                                                                            ditulis

                                                                                                                                            Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya

                                                                                                                                            Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu

                                                                                                                                            Jika penghantar yang dilalui sangat panjang kuat arusnya akan berkurang Hal

                                                                                                                                            itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus

                                                                                                                                            listrik pada penghantar panjang Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik

                                                                                                                                            turun Makin panjang penghantar makin besar pula penurunan tegangan listrik

                                                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Listrik Dinamis

                                                                                                                                            Hukum Kirchoff

                                                                                                                                            Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                            kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                            tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                            sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                            arus listrik

                                                                                                                                            Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                            percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                            tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                            dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                            Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                            I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                            I masuk = I keluar

                                                                                                                                            Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                            Rangkaian Seri

                                                                                                                                            Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                            hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                            hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                            Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                            seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                            VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                            I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                            R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                            Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                            R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                            seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                            inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                            seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                            mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                            Rangkaian Paralel

                                                                                                                                            Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                            Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                            diperoleh persamaan

                                                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                            Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                            itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                            Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                            hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                            R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                            pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                            yang lain tetap menyala

                                                                                                                                            Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                            resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                            1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                            Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                            Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                            R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                            satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                            Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                            dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                            Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                            2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                            Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                            rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                            tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                            Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                            gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                            Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                            dirumuskan

                                                                                                                                            1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                            Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                            Rp = R n

                                                                                                                                            dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                            Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Listrik Statis

                                                                                                                                            Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                            Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                            Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                            mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                            mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                            saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                            lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                            kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                            Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                            mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                            listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                            Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                            mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                            berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                            negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                            Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                            gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                            satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                            Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                            cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                            HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                            yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                            naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                            Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                            titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                            dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                            turun

                                                                                                                                            Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                            arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                            Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                            PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                            persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                            sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                            beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                            Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                            Usaha Listrik

                                                                                                                                            ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                            terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                            dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                            muatan itu

                                                                                                                                            Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                            sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                            perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                            Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                            kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                            positif

                                                                                                                                            Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                            (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                            satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                            melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                            Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                            berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                            persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                            lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                            Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                            muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                            Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                            t

                                                                                                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                            Kapasitansi

                                                                                                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                            rumus dapat ditulis

                                                                                                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                            disederhanakan

                                                                                                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                            paralel

                                                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                            Rangkaian R

                                                                                                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                            Rangkaian C

                                                                                                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                            Rangkaian L

                                                                                                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                            =+90deg

                                                                                                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                            menurut hubungan

                                                                                                                                            di sini T dalam detik

                                                                                                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                            sama

                                                                                                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                            resistor R ialah I2R

                                                                                                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                            henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Medan Magnet

                                                                                                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                            ini

                                                                                                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                            1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                            Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                            Yang mana

                                                                                                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                            5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                            (GGL induksi)

                                                                                                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                            pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                            untuk trafo ideal

                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                            praktikal

                                                                                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                            listriknya

                                                                                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                              Listrik Dinamis

                                                                                                                                              Hukum Kirchoff

                                                                                                                                              Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat

                                                                                                                                              kita pandang sebagai aliran air sungai Jika sungai

                                                                                                                                              tidak bercabang jumlah air di setiap tempat pada

                                                                                                                                              sungai tersebut sama Demikian halnya dengan

                                                                                                                                              arus listrik

                                                                                                                                              Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik

                                                                                                                                              percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan

                                                                                                                                              tersebut Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena

                                                                                                                                              dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff

                                                                                                                                              Maka diperoleh persamaan

                                                                                                                                              I1 + I2 = I3 + I4 + I5

                                                                                                                                              I masuk = I keluar

                                                                                                                                              Listrik Dinamis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                              Rangkaian Seri

                                                                                                                                              Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                              hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                              hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                              Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                              seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                              VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                              I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                              R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                              Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                              R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                              seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                              inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                              seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                              mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                              Rangkaian Paralel

                                                                                                                                              Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                              Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                              diperoleh persamaan

                                                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                              Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                              itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                              Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                              hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                              R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                              pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                              yang lain tetap menyala

                                                                                                                                              Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                              resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                              1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                              Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                              Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                              R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                              satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                              Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                              dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                              Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                              2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                              Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                              rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                              tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                              Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                              gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                              Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                              dirumuskan

                                                                                                                                              1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                              Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                              Rp = R n

                                                                                                                                              dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                              Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              Listrik Statis

                                                                                                                                              Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                              Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                              Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                              mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                              mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                              saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                              lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                              kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                              Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                              mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                              listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                              Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                              mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                              berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                              negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                              Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                              gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                              satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                              Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                              cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                              HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                              yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                              naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                              Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                              titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                              dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                              turun

                                                                                                                                              Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                              arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                              Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                              PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                              persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                              sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                              beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                              Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                              Usaha Listrik

                                                                                                                                              ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                              terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                              dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                              muatan itu

                                                                                                                                              Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                              sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                              perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                              Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                              kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                              positif

                                                                                                                                              Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                              (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                              satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                              melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                              Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                              berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                              persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                              lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                              Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                              muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                              Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                              t

                                                                                                                                              Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                              Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                              suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                              udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                              tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                              kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                              terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                              menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                              ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                              Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                              kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                              muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                              Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                              Kapasitansi

                                                                                                                                              Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                              menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                              coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                              rumus dapat ditulis

                                                                                                                                              Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                              Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                              C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                              V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                              disederhanakan

                                                                                                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                              paralel

                                                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                              Rangkaian R

                                                                                                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                              Rangkaian C

                                                                                                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                              Rangkaian L

                                                                                                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                              =+90deg

                                                                                                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                              menurut hubungan

                                                                                                                                              di sini T dalam detik

                                                                                                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                              sama

                                                                                                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                              resistor R ialah I2R

                                                                                                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                              henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Medan Magnet

                                                                                                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                              ini

                                                                                                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                              1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                              Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                              Yang mana

                                                                                                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                              5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                              (GGL induksi)

                                                                                                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                              pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                              untuk trafo ideal

                                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                              praktikal

                                                                                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                              listriknya

                                                                                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                                Rangkaian Seri

                                                                                                                                                Berdasarkan hukum Ohm V = IR pada hambatan R1 terdapat teganganV1 =IR1 dan pada

                                                                                                                                                hambatan R2 terdapat tegangan V2 = IR 2 Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R1 dan

                                                                                                                                                hambatan R2 tegangan totalnya adalah VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                                Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

                                                                                                                                                seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka

                                                                                                                                                VAC = IR1 + IR2

                                                                                                                                                I R1 = I(R1 + R2)

                                                                                                                                                R1 = R1 + R2 R1 = hambatan total

                                                                                                                                                Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri Selanjutnya R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs =

                                                                                                                                                R1 + R2 ++Rn dengan n = jumlah resistor Jadi jika beberapa buah hambatan dirangkai secara

                                                                                                                                                seri nilai hambatannya bertambah besar Akibatnya kuat arus yang mengalir makin kecil Hal

                                                                                                                                                inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara

                                                                                                                                                seri Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri nyalanya makin redup Jika satu lampu

                                                                                                                                                mati (putus) lampu yang lain padam

                                                                                                                                                Rangkaian Paralel

                                                                                                                                                Mengingat hukum Ohm I = VR dan I = I1+ I2 maka

                                                                                                                                                Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang) V AB =V1 = V2 = V Dengan demikian

                                                                                                                                                diperoleh persamaan

                                                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                                Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                                itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                                Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                                hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                                R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                                pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                                yang lain tetap menyala

                                                                                                                                                Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                                resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                                1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                                Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                                Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                                R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                                satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                                Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                                dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                                Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                                2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                                Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                                rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                                tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                                Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                                gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                                Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                                dirumuskan

                                                                                                                                                1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                                Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                                Rp = R n

                                                                                                                                                dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                                Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                Listrik Statis

                                                                                                                                                Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                                Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                                Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                                mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                                mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                                saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                                Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                                mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                                listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                                Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                                mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                                berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                                negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                                Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                                gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                                satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                                Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                                cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                                HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                                yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                                naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                                Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                                titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                                dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                                turun

                                                                                                                                                Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                                arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                                Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                                PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                                persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                                sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                                beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                                Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                                Usaha Listrik

                                                                                                                                                ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                                terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                                dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                                muatan itu

                                                                                                                                                Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                                sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                                perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                                Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                                kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                                positif

                                                                                                                                                Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                                (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                                satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                                melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                                Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                                berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                                persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                                lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                                Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                                muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                                Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                t

                                                                                                                                                Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                Kapasitansi

                                                                                                                                                Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                disederhanakan

                                                                                                                                                Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                paralel

                                                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                Rangkaian R

                                                                                                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                Rangkaian C

                                                                                                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                Rangkaian L

                                                                                                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                =+90deg

                                                                                                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                menurut hubungan

                                                                                                                                                di sini T dalam detik

                                                                                                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                sama

                                                                                                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Medan Magnet

                                                                                                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                ini

                                                                                                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                Yang mana

                                                                                                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                (GGL induksi)

                                                                                                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                untuk trafo ideal

                                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                praktikal

                                                                                                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                listriknya

                                                                                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                                  Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel Oleh karena

                                                                                                                                                  itu selanjutnya Rt ditulis Rp (Rp = R paralel) Dengan demikian diperoleh persamaan

                                                                                                                                                  Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel nilai

                                                                                                                                                  hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing hambatan penyusunnya (R1 dan

                                                                                                                                                  R2) Oleh karena itu beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu

                                                                                                                                                  pada intensitas normal (tidak mengalami penurunan) Jika salah satu lampu mati (putus) lampu

                                                                                                                                                  yang lain tetap menyala

                                                                                                                                                  Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor Rangkaian

                                                                                                                                                  resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel

                                                                                                                                                  1 Rangkaian Resistor Seri

                                                                                                                                                  Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar

                                                                                                                                                  Pada rangkaian seri arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar

                                                                                                                                                  R1 R2 dan R3 disusun secara seri resistansi dari gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan

                                                                                                                                                  satu resistor pengganti yaitu Rs

                                                                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                                  dirumuskan Jika semua nilai R yang disusun sama dapat ditulis

                                                                                                                                                  Rs = R1+ R2 + R3 + + Rn

                                                                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                                  2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                                  Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                                  rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                                  tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                                  Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                                  gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                                  Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                                  dirumuskan

                                                                                                                                                  1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                                  Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                                  Rp = R n

                                                                                                                                                  dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                                  Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                  Listrik Statis

                                                                                                                                                  Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                                  Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                                  Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                                  mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                                  mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                                  saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                  lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                  kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                                  Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                                  mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                                  listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                                  Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                                  mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                                  berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                                  negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                                  Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                                  gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                                  satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                                  Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                  Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                                  cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                                  HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                                  yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                                  naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                                  Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                                  titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                                  dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                                  turun

                                                                                                                                                  Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                                  arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                                  Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                                  PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                                  persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                                  sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                                  beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                                  Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                                  Usaha Listrik

                                                                                                                                                  ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                                  terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                                  dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                                  muatan itu

                                                                                                                                                  Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                                  sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                                  perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                                  Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                                  kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                                  positif

                                                                                                                                                  Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                                  (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                                  satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                                  melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                                  Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                                  berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                                  persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                                  lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                                  Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                                  muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                                  Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                  t

                                                                                                                                                  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                  Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                  suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                  udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                  tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                  kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                  terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                  menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                  ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                  Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                  kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                  muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                  Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                  Kapasitansi

                                                                                                                                                  Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                  menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                  coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                  rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                  Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                  Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                  C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                  V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                  luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                  konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                  C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                  Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                  disederhanakan

                                                                                                                                                  Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                  Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                  semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                  Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                  pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                  paralel

                                                                                                                                                  Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                  Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                  Rangkaian R

                                                                                                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                  Rangkaian C

                                                                                                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                  Rangkaian L

                                                                                                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                  =+90deg

                                                                                                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                  menurut hubungan

                                                                                                                                                  di sini T dalam detik

                                                                                                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                  sama

                                                                                                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Medan Magnet

                                                                                                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                  ini

                                                                                                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                  Yang mana

                                                                                                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                  (GGL induksi)

                                                                                                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                  untuk trafo ideal

                                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                  praktikal

                                                                                                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                  listriknya

                                                                                                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Seri ampParalel

                                                                                                                                                    2 Rangkaian Resistor Paralel

                                                                                                                                                    Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil Pada

                                                                                                                                                    rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor

                                                                                                                                                    tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar

                                                                                                                                                    Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1 R2 dan R3 disusun secara paralel resistansi dari

                                                                                                                                                    gabungan R1 R2 dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp

                                                                                                                                                    Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti yang besarnya dapat

                                                                                                                                                    dirumuskan

                                                                                                                                                    1 Rp = 1R1 + 1R2 + 1R3 + + 1Rn

                                                                                                                                                    Jika semua nilai R yang disusun sama besar maka resistor penggantinya dapat ditulis

                                                                                                                                                    Rp = R n

                                                                                                                                                    dengan n banyaknya R yang disusun

                                                                                                                                                    Rangkaian Resistor Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                    Listrik Statis

                                                                                                                                                    Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                                    Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                                    Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                                    mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                                    mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                                    saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                    lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                    kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                                    Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                                    mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                                    listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                                    Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                                    mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                                    berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                                    negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                                    Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                                    gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                                    satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                                    Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                    Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                                    cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                                    HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                                    yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                                    naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                                    Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                                    titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                                    dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                                    turun

                                                                                                                                                    Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                                    arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                                    Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                                    PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                                    persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                                    sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                                    beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                                    Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                                    Usaha Listrik

                                                                                                                                                    ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                                    terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                                    dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                                    muatan itu

                                                                                                                                                    Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                                    sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                                    perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                                    Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                                    kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                                    positif

                                                                                                                                                    Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                                    (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                                    satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                                    melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                                    Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                                    berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                                    persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                                    lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                                    Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                                    muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                                    Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                    t

                                                                                                                                                    Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                    Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                    suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                    udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                    tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                    kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                    terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                    menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                    ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                    Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                    kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                    muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                    Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                    Kapasitansi

                                                                                                                                                    Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                    menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                    coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                    rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                    Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                    Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                    C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                    V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                    luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                    konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                    C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                    Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                    disederhanakan

                                                                                                                                                    Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                    Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                    semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                    Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                    pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                    paralel

                                                                                                                                                    Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                    Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                    Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                    generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                    secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                    Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                    Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                    Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                    yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                    dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                    Rangkaian R

                                                                                                                                                    Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                    Rangkaian C

                                                                                                                                                    Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                    Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                    (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                    Rangkaian L

                                                                                                                                                    Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                    =+90deg

                                                                                                                                                    GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                    mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                    bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                    berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                    menurut hubungan

                                                                                                                                                    di sini T dalam detik

                                                                                                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                    sama

                                                                                                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Medan Magnet

                                                                                                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                    ini

                                                                                                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                    Yang mana

                                                                                                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                    (GGL induksi)

                                                                                                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                    untuk trafo ideal

                                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                    praktikal

                                                                                                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                    listriknya

                                                                                                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                            • Hukum Ohm
                                                                                                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                      Listrik Statis

                                                                                                                                                      Listrik statis merupakan energi yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik

                                                                                                                                                      Muatan listrik bisa negatif atau positif Semua zat terbentuk dari atom-atom

                                                                                                                                                      Setiap atom mempunyai inti atom yang terdiri dari proton dan elektron yang

                                                                                                                                                      mengelilinginya Proton mempunyai muatan listrik positif dan elektron

                                                                                                                                                      mempunyai muatan listrik negatif Ketika dua zat seperti balon dan tangan kamu

                                                                                                                                                      saling digosokkan elektron ditarik dari material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                      lemah (tangan) dan menempel pada material yang mempunyai daya tarik yang

                                                                                                                                                      kuat (balon) Hal ini menyebabkan kedua material menjadi bermuatan listrik

                                                                                                                                                      Material yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif dan material

                                                                                                                                                      mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif Balon dan tangan merupakan

                                                                                                                                                      listrik netral (jumlah muatan positif dan negatifnya sebanding) sebelum digosok

                                                                                                                                                      Karena jumlah muatan positif dan negatifnya sama Setelah digosok balon

                                                                                                                                                      mempunyai muatan negatif berlebih dan tangan mempunyai muatan positif yang

                                                                                                                                                      berlebih Muatan listrik yang tidak sejenis saling tarik menarik sehingga muatan

                                                                                                                                                      negatif balon ditarik ke muatan positif tangan karena perbedaan muatannya

                                                                                                                                                      Perhatikan dalam gambar bahwa tidak ada perubahan jumlah muatan total

                                                                                                                                                      gabungan Penggosokan menyebabkan elektron-elektron yang ada bergerak dari

                                                                                                                                                      satu obyek ke obyek yang lain

                                                                                                                                                      Listrik Statis Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                      Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                                      cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                                      HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                                      yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                                      naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                                      Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                                      titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                                      dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                                      turun

                                                                                                                                                      Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                                      arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                                      Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                                      PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                                      persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                                      sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                                      beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                                      Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                                      Usaha Listrik

                                                                                                                                                      ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                                      terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                                      dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                                      muatan itu

                                                                                                                                                      Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                                      sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                                      perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                                      Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                                      kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                                      positif

                                                                                                                                                      Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                                      (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                                      satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                                      melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                                      Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                                      berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                                      persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                                      lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                                      Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                                      muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                                      Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                      t

                                                                                                                                                      Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                      Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                      suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                      udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                      tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                      kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                      terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                      menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                      ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                      Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                      kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                      muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                      Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                      Kapasitansi

                                                                                                                                                      Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                      menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                      coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                      rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                      Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                      Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                      C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                      V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                      luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                      konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                      C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                      Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                      disederhanakan

                                                                                                                                                      Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                      Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                      semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                      Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                      pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                      paralel

                                                                                                                                                      Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                      Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                      Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                      generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                      secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                      Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                      Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                      Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                      yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                      dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                      Rangkaian R

                                                                                                                                                      Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                      Rangkaian C

                                                                                                                                                      Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                      Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                      (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                      Rangkaian L

                                                                                                                                                      Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                      =+90deg

                                                                                                                                                      GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                      mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                      bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                      berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                      adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                      satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                      menurut hubungan

                                                                                                                                                      di sini T dalam detik

                                                                                                                                                      Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                      alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                      arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                      35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                      tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                      sama

                                                                                                                                                      ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                      nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                      Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                      ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                      KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                      resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                      SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                      frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                      kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                      akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                      dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                      dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                      di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                      henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                      dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Medan Magnet

                                                                                                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                      ini

                                                                                                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                      Yang mana

                                                                                                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                      (GGL induksi)

                                                                                                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                      untuk trafo ideal

                                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                      praktikal

                                                                                                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                      listriknya

                                                                                                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                              • Hukum Ohm
                                                                                                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                        Rangkaian Majemuk

                                                                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK TITIK CABANG Jumlah semua arus yang menuju suatu titik

                                                                                                                                                        cabang harus sama dengan jumlah semua arus yang meninggalkan titik itu

                                                                                                                                                        HUKUM KIRCHHOFF UNTUK RANGKAIAN (ATAU LINTASAN) Dalam lintasan (lsquolooprsquo)

                                                                                                                                                        yang tertutup jumlah aljabar beda potensial adalah nol Dengan catatan bila potensial

                                                                                                                                                        naik beda potensial dihitung positif bila potensial turun dihitung negatif

                                                                                                                                                        Arus listrik dalam suatu hambatan selalu mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke

                                                                                                                                                        titik yang berpotensial lebih rendahKalau kita melalui resistor dengan arah gerak sama

                                                                                                                                                        dengan aliran muatan listrik beda potensial harus dihitung negatif sebab potensialnya

                                                                                                                                                        turun

                                                                                                                                                        Kutub positif suatu sumber ggl selalu merupakan kutub yang berpotensial tinggi apapun

                                                                                                                                                        arah arus yang melaluinya

                                                                                                                                                        Dengan memakai hukum Kirchhoff untuk lintasan kita akan memperoleh SEPERANGKAT

                                                                                                                                                        PERSAMAAN Persamaan-persamaan ini adalah bebas Satu cara yang menjamin

                                                                                                                                                        persamaan itu bebas ialah denagn memilih lintasan satu demi satu sedemikian rupa

                                                                                                                                                        sehingga setiap lintasan yang baru sehingga setiap lintasan yang baru melalui suatu

                                                                                                                                                        beda potensial yang tadinya belum dipakai

                                                                                                                                                        Rangkaian Majemuk Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                                        Usaha Listrik

                                                                                                                                                        ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                                        terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                                        dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                                        muatan itu

                                                                                                                                                        Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                                        sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                                        perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                                        Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                                        kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                                        positif

                                                                                                                                                        Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                                        (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                                        satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                                        melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                                        Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                                        berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                                        persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                                        lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                                        Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                                        muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                                        Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                        t

                                                                                                                                                        Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                        Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                        suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                        udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                        tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                        kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                        terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                        menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                        ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                        Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                        kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                        muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                        Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                        Kapasitansi

                                                                                                                                                        Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                        menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                        coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                        rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                        Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                        Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                        C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                        V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                        luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                        konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                        C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                        Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                        disederhanakan

                                                                                                                                                        Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                        Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                        semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                        Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                        pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                        paralel

                                                                                                                                                        Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                        Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                        Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                        generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                        secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                        Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                        Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                        Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                        yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                        dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                        Rangkaian R

                                                                                                                                                        Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                        Rangkaian C

                                                                                                                                                        Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                        Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                        (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                        Rangkaian L

                                                                                                                                                        Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                        =+90deg

                                                                                                                                                        GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                        mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                        bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                        berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                        adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                        satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                        menurut hubungan

                                                                                                                                                        di sini T dalam detik

                                                                                                                                                        Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                        alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                        arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                        35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                        tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                        sama

                                                                                                                                                        ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                        nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                        Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                        ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                        KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                        resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                        SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                        frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                        kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                        akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                        dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                        dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                        di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                        henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                        dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                        Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Medan Magnet

                                                                                                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                        ini

                                                                                                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                        Yang mana

                                                                                                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                        (GGL induksi)

                                                                                                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                        untuk trafo ideal

                                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                        praktikal

                                                                                                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                        listriknya

                                                                                                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik

                                                                                                                                                          Usaha Listrik

                                                                                                                                                          ENERGI DAN USAHA LISTRIK (EPL) Untuk memindahkan muatan q dari titik di tak

                                                                                                                                                          terhingga ke titik di mana beda potensial mutlak adalah V usaha sebanyak q V harus

                                                                                                                                                          dilakukan pada muatan itu Usaha ini menjelma sebagai EPL yang tersimpan pada

                                                                                                                                                          muatan itu

                                                                                                                                                          Apabila muatan q dipindahkan dan mengalami perbedaan potensial V Usaha

                                                                                                                                                          sebesar q V harus dilakukan pada muatan q tersebut Usaha ini menghasilkan

                                                                                                                                                          perubahan EPL muatan sebesar q V

                                                                                                                                                          Kalau beda potensial V positif (potensial baik) EPL muatan naik kalau q positif Tetapi

                                                                                                                                                          kalau beda potensial V negatif (potensial turun) EPL muatan akan berkurang kalau q

                                                                                                                                                          positif

                                                                                                                                                          Hubungan V dan E Misalkan dalam daerah tertentu medan listriknya adalah beraturan

                                                                                                                                                          (homogen) dan dalam arah x Katakanlah besarnya Ex Karena Ex adalah gaya pada

                                                                                                                                                          satuan muatan uji positif maka usaha yang dilakukan dalam memindahkan muatan uji

                                                                                                                                                          melalui jarak x adalah (dari W = Fx x) Beda potensial dalam medan homogen = Fx X

                                                                                                                                                          Medan di antara dua keping logam yang luas sejajar dan mempunyai muatan yang

                                                                                                                                                          berlawanan jenis adalah homogen Dengan demikian kita dapat menggunakan

                                                                                                                                                          persamaan ini untuk menghubungkan medan listrik E antara keping dengan keping

                                                                                                                                                          lainnya yang dipisahkan oleh d dan beda potensialnya V Untuk keping parallel V = Ed

                                                                                                                                                          Satuan Energi lsquoelectron-Voltrsquo (eV) adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan

                                                                                                                                                          muatan + e (coulomb) melalui beda potensial 1 volt

                                                                                                                                                          Usaha dan Energi Listrik Yunior Rahmawan Usop 2010

                                                                                                                                                          t

                                                                                                                                                          Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                          Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                          suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                          udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                          tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                          kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                          terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                          menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                          ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                          Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                          kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                          muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                          Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                          Kapasitansi

                                                                                                                                                          Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                          menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                          coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                          rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                          Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                          Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                          C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                          V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                          luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                          konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                          C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                          Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                          disederhanakan

                                                                                                                                                          Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                          Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                          semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                          Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                          pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                          paralel

                                                                                                                                                          Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                          Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                          Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                          generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                          secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                          Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                          Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                          Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                          yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                          dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                          Rangkaian R

                                                                                                                                                          Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                          Rangkaian C

                                                                                                                                                          Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                          Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                          (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                          Rangkaian L

                                                                                                                                                          Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                          =+90deg

                                                                                                                                                          GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                          mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                          bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                          berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                          adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                          satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                          menurut hubungan

                                                                                                                                                          di sini T dalam detik

                                                                                                                                                          Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                          alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                          arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                          35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                          tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                          sama

                                                                                                                                                          ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                          nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                          Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                          ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                          KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                          resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                          SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                          frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                          kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                          akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                          dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                          dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                          di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                          henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                          dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                          Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Medan Magnet

                                                                                                                                                          MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                          ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                          Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                          jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                          GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                          arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                          cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                          Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                          Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                          ini

                                                                                                                                                          ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                          menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                          1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                          Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                          Yang mana

                                                                                                                                                          B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                          i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                          a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                          k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                          (GGL induksi)

                                                                                                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                          untuk trafo ideal

                                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                          praktikal

                                                                                                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                          listriknya

                                                                                                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                            Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik

                                                                                                                                                            Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

                                                                                                                                                            suatu bahan dielektrik Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

                                                                                                                                                            udara vakum keramik gelas dan lain-lain Jika kedua ujung plat metal diberi

                                                                                                                                                            tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

                                                                                                                                                            kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

                                                                                                                                                            terkumpul pada ujung metal yang satu lagi Muatan positif tidak dapat mengalir

                                                                                                                                                            menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

                                                                                                                                                            ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif

                                                                                                                                                            Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

                                                                                                                                                            kakinya Di alam bebas phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

                                                                                                                                                            muatan-muatan positif dan negatif di awan

                                                                                                                                                            Gambar 1 prinsip dasar kapasitor

                                                                                                                                                            Kapasitansi

                                                                                                                                                            Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

                                                                                                                                                            menampung muatan elektron Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1

                                                                                                                                                            coulomb = 625 x 1018 elektron 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 Dengan

                                                                                                                                                            rumus dapat ditulis

                                                                                                                                                            Q = CV helliphelliphelliphelliphellip(1)

                                                                                                                                                            Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

                                                                                                                                                            C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

                                                                                                                                                            V = besar tegangan dalam V (volt)

                                                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                            luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                            konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                            C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                            Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                            disederhanakan

                                                                                                                                                            Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                            Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                            semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                            Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                            pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                            paralel

                                                                                                                                                            Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                            Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                            Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                            generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                            secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                            Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                            Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                            Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                            yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                            dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                            Rangkaian R

                                                                                                                                                            Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                            Rangkaian C

                                                                                                                                                            Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                            Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                            (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                            Rangkaian L

                                                                                                                                                            Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                            =+90deg

                                                                                                                                                            GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                            mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                            bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                            berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                            adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                            satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                            menurut hubungan

                                                                                                                                                            di sini T dalam detik

                                                                                                                                                            Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                            alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                            arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                            35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                            tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                            sama

                                                                                                                                                            ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                            nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                            Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                            ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                            KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                            resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                            SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                            frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                            kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                            akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                            dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                            dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                            di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                            henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                            dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                            Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Medan Magnet

                                                                                                                                                            MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                            ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                            Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                            jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                            GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                            arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                            cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                            Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                            Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                            ini

                                                                                                                                                            ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                            menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                            1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                            Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                            Yang mana

                                                                                                                                                            B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                            i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                            a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                            k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                            3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                            4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                            = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                            5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                            TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                            menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                            Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                            teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                            berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                            ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                            Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                            magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                            (GGL induksi)

                                                                                                                                                            Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                            ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                            pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                            Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                            Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                            Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                            Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                            untuk trafo ideal

                                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                            praktikal

                                                                                                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                            listriknya

                                                                                                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                              Dalam praktek pembuatan kapasitor kapasitansi dihitung dengan mengetahui

                                                                                                                                                              luas area plat metal (A) jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan

                                                                                                                                                              konstanta (k) bahan dielektrik Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut

                                                                                                                                                              C = (885 x 10-12) (k At) (2)

                                                                                                                                                              Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

                                                                                                                                                              disederhanakan

                                                                                                                                                              Tabel-1 Konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                              Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

                                                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                              semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                              Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                              pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                              paralel

                                                                                                                                                              Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                              Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                              Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                              generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                              secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                              Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                              Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                              Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                              yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                              dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                              Rangkaian R

                                                                                                                                                              Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                              Rangkaian C

                                                                                                                                                              Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                              Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                              (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                              Rangkaian L

                                                                                                                                                              Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                              =+90deg

                                                                                                                                                              GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                              mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                              bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                              berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                              adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                              satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                              menurut hubungan

                                                                                                                                                              di sini T dalam detik

                                                                                                                                                              Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                              alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                              arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                              35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                              tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                              sama

                                                                                                                                                              ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                              nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                              Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                              ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                              KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                              resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                              SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                              frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                              kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                              akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                              dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                              dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                              di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                              henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                              dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                              Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Medan Magnet

                                                                                                                                                              MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                              ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                              Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                              jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                              GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                              arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                              cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                              Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                              Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                              ini

                                                                                                                                                              ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                              menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                              1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                              Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                              Yang mana

                                                                                                                                                              B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                              i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                              a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                              k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                              3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                              4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                              = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                              5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                              TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                              menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                              Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                              teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                              berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                              ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                              Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                              magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                              (GGL induksi)

                                                                                                                                                              Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                              ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                              pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                              Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                              Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                              Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                              Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                              untuk trafo ideal

                                                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                              praktikal

                                                                                                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                              listriknya

                                                                                                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total

                                                                                                                                                                semakin kecil Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri

                                                                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus

                                                                                                                                                                Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi

                                                                                                                                                                pengganti semakin besar Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara

                                                                                                                                                                paralel

                                                                                                                                                                Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus

                                                                                                                                                                Kapasitor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                Rangkaian kapasitor

                                                                                                                                                                Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                                generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                                secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                                Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                                Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                                Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                                yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                                dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                                Rangkaian R

                                                                                                                                                                Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                                Rangkaian C

                                                                                                                                                                Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                                Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                                (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                                Rangkaian L

                                                                                                                                                                Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                                =+90deg

                                                                                                                                                                GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                                mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                                bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                                berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                                adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                                satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                                menurut hubungan

                                                                                                                                                                di sini T dalam detik

                                                                                                                                                                Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                                alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                                arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                                35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                                tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                                sama

                                                                                                                                                                ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                                nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                                Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                                ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                                KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                                resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                                SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                                frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                                kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                                akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                                dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                                dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                                di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                                henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                                dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                                Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                Medan Magnet

                                                                                                                                                                MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                                ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                                Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                                jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                                GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                                arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                                cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                                Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                                Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                                ini

                                                                                                                                                                ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                                menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                                1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                                Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                                Yang mana

                                                                                                                                                                B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                                i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                                a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                                k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                                3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                                4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                                = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                                5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                                TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                                menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                                Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                                teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                                berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                                ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                                Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                                magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                                (GGL induksi)

                                                                                                                                                                Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                                ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                                pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                                Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                                Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                                Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                                Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                                untuk trafo ideal

                                                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                praktikal

                                                                                                                                                                Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                listriknya

                                                                                                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                  Arus dan tegangan bolak-balik (AC)adalah arus yang dihasilkan oleh sebuah sumber

                                                                                                                                                                  generator AC dimana arus dan tegangan merupakan fungsi waktu yang berubah-ubah

                                                                                                                                                                  secara periodik dan dapat dinyatakan dengan

                                                                                                                                                                  Arus bolak-balik sangat berguna yaitu

                                                                                                                                                                  Segi praktis alat-alat listrik yang memerlukan arus AC

                                                                                                                                                                  Segi teoritis respon suatu rangkaian RLC dapat dianalisis

                                                                                                                                                                  yaitu respon arus AC merupakan penjumlahan dari sinus

                                                                                                                                                                  dan cosinus yang terpisah dengan deret Fourier

                                                                                                                                                                  Rangkaian R

                                                                                                                                                                  Memperlihatkan bahwa kuantitas VR dan iR fungsi waktu adalah sefase

                                                                                                                                                                  Rangkaian C

                                                                                                                                                                  Dimana Xc adalah reaktansi kapasitif

                                                                                                                                                                  Pada rangkaian ini memperlihatkan bahwa tegangan (VC) tertinggal terhadap arus

                                                                                                                                                                  (iC) sebesar = -90deg

                                                                                                                                                                  Rangkaian L

                                                                                                                                                                  Pada rangkaian L memperlihatkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar

                                                                                                                                                                  =+90deg

                                                                                                                                                                  GGL YANG DIBANGKITAKN KUMPARAN YANG BERPUTAR dalam medan magnet yang

                                                                                                                                                                  mempunyai grafik yang serupa grafik pada gambar 35-1 GGL itu disebut tegangan ac (arus

                                                                                                                                                                  bolak-balik) Jika kumparan berputar dengan frekuensi f putaran per detik maka ggl itu

                                                                                                                                                                  berfrekuensi f Hz (putaran per detik) Tegangan sesaat yang bangkit terbentuk

                                                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                                  adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                                  satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                                  menurut hubungan

                                                                                                                                                                  di sini T dalam detik

                                                                                                                                                                  Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                                  alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                                  arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                                  35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                                  tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                                  sama

                                                                                                                                                                  ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                                  nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                                  Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                                  ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                                  KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                                  resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                                  SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                                  frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                                  kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                                  akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                                  dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                                  dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                                  di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                                  henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                                  dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                                  Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  Medan Magnet

                                                                                                                                                                  MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                                  ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                                  Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                                  jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                                  GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                                  arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                                  cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                                  Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                                  Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                                  ini

                                                                                                                                                                  ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                                  menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                                  1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                                  Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                                  Yang mana

                                                                                                                                                                  B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                                  i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                                  a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                                  k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                                  3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                                  4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                                  = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                                  5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                                  TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                                  menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                                  Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                                  teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                                  berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                                  ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                                  Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                                  magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                                  (GGL induksi)

                                                                                                                                                                  Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                                  ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                                  pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                                  Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                                  Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                                  Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                                  Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                                  untuk trafo ideal

                                                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                  konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                  namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                  digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                  Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                  ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                  Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                  menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                  alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                  Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                  bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                  dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                  juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                  keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                  Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                  Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                  listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                  dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                  berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                  menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                  cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                  bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                  terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                  ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                  Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                  atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                  pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                  sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                  yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                  penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                  elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                  Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                  suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                  cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                  akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                  memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                  kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                  praktikal

                                                                                                                                                                  Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                  sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                  sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                  listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                  memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                  listriknya

                                                                                                                                                                  Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                  Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                  dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                  terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                  elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                  (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                  dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                  digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                  dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                  komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                  Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                    dimana adalah amplitude (nilai maksimum) tegangan dalam satuan volt

                                                                                                                                                                    adalah kecepatan sudut dalam satuan rads dan f adalah frekuensi dinyatakan dalam

                                                                                                                                                                    satuan hertz Frekuensi f tegangan berhubungan dengan periode T

                                                                                                                                                                    menurut hubungan

                                                                                                                                                                    di sini T dalam detik

                                                                                                                                                                    Kumparan yang berputar bukanlah satu-satunya sumber tegangan ac Banyak didapat

                                                                                                                                                                    alat-alat elektronik yang menghasilkan tegangan ac Tegangan ac tentunya menghasilkan

                                                                                                                                                                    arus ac Arus ac grafiknya mirip sekali dengan grafik tegangan yang tampak pada Gambar

                                                                                                                                                                    35-1 Nilai sesaatnya adalah i dan amplitudonya i0 Sering terjadi bahwa arus dan

                                                                                                                                                                    tegangan maksimum tidak terjadi pada saat yang sama meski keduanya berfrekuensi

                                                                                                                                                                    sama

                                                                                                                                                                    ALAT UKUR besaran ac menunjukkan nilai efektif atau nilai rms maupun tegangan Nilai-

                                                                                                                                                                    nilai ini selalu positif dan hubungannya dengan amplitude nilai sesaatnya ialah

                                                                                                                                                                    Adalah menjadi kebiasaan memakai huruf besar (V I) kalau menyatakan penunjukan alat

                                                                                                                                                                    ukur sedangkan nilai-nilai sesaat dinyatakan dengan huruf kecil (v i)

                                                                                                                                                                    KALOR YANG DIBANGKITKAN ATAU DAYA YANG DIHILANGKAN arus efektif I dalam

                                                                                                                                                                    resistor R ialah I2R

                                                                                                                                                                    SEBAGAI BENTUK HUKUM OHM Misalnya arus yang membentuk sinus dengan

                                                                                                                                                                    frekuensi f dan nilai efektif mengaliri resistor murni R atau inductor murni L atau

                                                                                                                                                                    kapsitor murni C Maka suatu voltmeter ac yang dihubungkan pada unsur tersebut

                                                                                                                                                                    akan menunjuk nilai rms V sebagai berikut

                                                                                                                                                                    dalam hal resistor murni V = I R

                                                                                                                                                                    dalam hal inductor murni V = I XL

                                                                                                                                                                    di sini disebut reaktansi induktif satuannya ohm bila L dinyatakan dalam

                                                                                                                                                                    henry dan f dalam hertz

                                                                                                                                                                    dalam kapasitor murni V = I XC

                                                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                                    Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    Medan Magnet

                                                                                                                                                                    MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                                    ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                                    Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                                    jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                                    GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                                    arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                                    cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                                    Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                                    Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                                    ini

                                                                                                                                                                    ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                                    menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                                    1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                                    Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                                    Yang mana

                                                                                                                                                                    B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                                    i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                                    a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                                    k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                                    3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                                    4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                                    = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                                    5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                                    TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                                    menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                                    Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                                    teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                                    berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                                    ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                                    Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                                    magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                                    (GGL induksi)

                                                                                                                                                                    Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                                    ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                                    pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                                    Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                                    Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                                    Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                                    Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                                    untuk trafo ideal

                                                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                    konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                    namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                    digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                    Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                    ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                    Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                    menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                    alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                    Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                    bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                    dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                    juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                    keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                    Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                    Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                    listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                    dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                    berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                    menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                    cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                    bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                    terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                    ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                    Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                    atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                    pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                    sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                    yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                    penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                    elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                    Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                    suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                    cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                    akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                    memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                    kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                    praktikal

                                                                                                                                                                    Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                    sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                    sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                    listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                    memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                    listriknya

                                                                                                                                                                    Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                    Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                    dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                    terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                    elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                    (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                    dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                    digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                    dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                    komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                    Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                    elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                    dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                    komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                    Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                    rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                    beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                    agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                    berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                    Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                    Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                    IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                    IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                    • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                    • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                    • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                      • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                        • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                        • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                            • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                            • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                            • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                            • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                      disebut reaktansi kapasitif satuannya ohm bila C dinyatakan dalam farad

                                                                                                                                                                      Listrik AC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      Medan Magnet

                                                                                                                                                                      MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                                      ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                                      Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                                      jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                                      GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                                      arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                                      cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                                      Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                                      Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                                      ini

                                                                                                                                                                      ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                                      menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                                      1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                                      Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                                      Yang mana

                                                                                                                                                                      B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                                      i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                                      a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                                      k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                                      3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                                      4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                                      = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                                      5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                                      TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                                      menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                                      Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                                      teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                                      berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                                      ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                                      Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                                      magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                                      (GGL induksi)

                                                                                                                                                                      Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                                      ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                                      pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                                      Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                                      Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                                      Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                                      Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                                      untuk trafo ideal

                                                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                      konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                      namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                      digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                      Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                      ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                      Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                      menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                      alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                      Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                      bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                      dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                      juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                      keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                      Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                      Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                      listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                      dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                      berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                      menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                      cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                      bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                      terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                      ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                      Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                      atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                      pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                      sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                      yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                      penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                      elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                      Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                      suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                      cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                      akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                      memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                      kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                      praktikal

                                                                                                                                                                      Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                      sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                      sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                      listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                      memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                      listriknya

                                                                                                                                                                      Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                      Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                      dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                      terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                      elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                      (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                      dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                      digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                      dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                      komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                      Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                      elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                      dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                      komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                      Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                      rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                      beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                      agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                      berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                      Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                      Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                      IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                      IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                      • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                      • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                      • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                        • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                          • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                          • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                              • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                              • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                              • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                              • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                        Medan Magnet

                                                                                                                                                                        MEDAN MAGNET dikatakan ada dalam suatu ruang jika muatan listrik yang bergerak dalam

                                                                                                                                                                        ruang tersebut mengalami gaya tertentu (gaya bukan gesekan) selama muatan itu bergerak

                                                                                                                                                                        Lazimnya ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada

                                                                                                                                                                        jarum kompas Jarum kompas selalu mengan posisi sejajar medan magnet

                                                                                                                                                                        GARIS-GARIS MEDAN MAGNET yang berkumpul di suatu daerah dapat memperlihatkan ke

                                                                                                                                                                        arah menuju jarum kompas akan menunjuk bila di tempatkan di daerah tersebut Suatu

                                                                                                                                                                        cara untuk menentukan garis-garis medan di dekat sebuah magnet batang

                                                                                                                                                                        Arah Kuat Medan Magnet

                                                                                                                                                                        Arah kuat medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan seperti berikut

                                                                                                                                                                        ini

                                                                                                                                                                        ldquoBila ibu jari tangan menunjukkan arah arus listrik maka jari-jari yang digenggam

                                                                                                                                                                        menunjukkan arah garis gaya yang kuat medan magnetnyardquo

                                                                                                                                                                        1 Induksi Magnetik

                                                                                                                                                                        Hukum Biot-Savart

                                                                                                                                                                        Yang mana

                                                                                                                                                                        B = induksi magnetic (weberm2)

                                                                                                                                                                        i = kuat arus listrik (ampere)

                                                                                                                                                                        a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (meter)

                                                                                                                                                                        k = = 10-7 weberampmeter

                                                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                        2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                                        3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                                        4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                                        = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                                        5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                                        TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                                        menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                                        Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                                        teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                                        berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                                        ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                                        Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                                        magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                                        (GGL induksi)

                                                                                                                                                                        Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                                        ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                                        pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                                        Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                                        Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                                        Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                                        Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                                        untuk trafo ideal

                                                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                        Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                        Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                        konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                        namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                        digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                        Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                        ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                        Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                        menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                        alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                        Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                        bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                        dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                        juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                        keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                        Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                        Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                        listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                        dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                        berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                        menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                        cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                        bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                        terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                        ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                        Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                        atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                        pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                        sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                        yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                        penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                        elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                        Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                        suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                        cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                        akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                        memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                        kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                        praktikal

                                                                                                                                                                        Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                        Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                        sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                        sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                        listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                        memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                        listriknya

                                                                                                                                                                        Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                        Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                        dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                        terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                        elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                        (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                        dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                        digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                        dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                        komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                        Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                        Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                        elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                        dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                        komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                        Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                        rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                        beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                        agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                        berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                        Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                        Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                        IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                        IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                        • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                        • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                        • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                          • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                            • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                            • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                                • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                                • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                                • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                                • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                          2 Induksi magnetic di pusat arus melingkar

                                                                                                                                                                          3 Induk si magnetic di dalam solenoida

                                                                                                                                                                          4 Induksi magnetic pada sumbu toroida

                                                                                                                                                                          = keliling sumbu toroida dengan jari-jari r

                                                                                                                                                                          5 Gaya Lorentz

                                                                                                                                                                          TRANSFORMATOR adalah alat untuk menaikkan atau

                                                                                                                                                                          menurunkan tegangan di dalam rangkaian ac

                                                                                                                                                                          Transformator terdiri ataskumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada

                                                                                                                                                                          teras besi yang sama Arus ac dalam salah suatu kumparan membangkaitakan fluks yang

                                                                                                                                                                          berubah-ubah dalam teras tadi Perubahan fluks ini mengimbaskan ggl yang berubah-

                                                                                                                                                                          ubah pula dalam kumparan yang lain Efisiensi transformator biasanya tinggi sekali

                                                                                                                                                                          Jika pada kumparan primer mengair arus yang berubah-ubah maka fluks

                                                                                                                                                                          magnet yang terjadi juga berubah sehingga pada kumparan sekunder timbul tegangan

                                                                                                                                                                          (GGL induksi)

                                                                                                                                                                          Efisiensi trafo ( )

                                                                                                                                                                          ps = daya sekunder (watt)

                                                                                                                                                                          pp = daya primer (watt)

                                                                                                                                                                          Np = jumlah lilitan primer

                                                                                                                                                                          Ns = jumlah lilitan sekunder

                                                                                                                                                                          Vp = tegangan primer (volt)

                                                                                                                                                                          Vs = tegangan sekunder (volt)

                                                                                                                                                                          untuk trafo ideal

                                                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                          Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                          Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                          konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                          namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                          digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                          Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                          ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                          Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                          menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                          alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                          Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                          bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                          dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                          juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                          keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                          Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                          Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                          listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                          dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                          berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                          menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                          cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                          bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                          terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                          ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                          Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                          atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                          pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                          sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                          yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                          penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                          elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                          Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                          suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                          cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                          akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                          memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                          kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                          praktikal

                                                                                                                                                                          Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                          Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                          sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                          sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                          listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                          memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                          listriknya

                                                                                                                                                                          Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                          Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                          dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                          terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                          elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                          (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                          dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                          digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                          dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                          komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                          Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                          Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                          elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                          dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                          komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                          Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                          rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                          beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                          agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                          berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                          Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                          Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                          IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                          IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                          • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                          • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                          • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                            • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                              • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                              • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                                  • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                                  • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                                  • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                                  • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                            Medan Magnet Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                            Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                            konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                            namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                            digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                            Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                            ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                            Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                            menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                            alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                            Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                            bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                            dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                            juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                            keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                            Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                            Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                            listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                            dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                            berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                            menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                            cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                            bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                            terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                            ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                            Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                            atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                            pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                            sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                            yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                            penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                            elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                            Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                            suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                            cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                            akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                            memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                            kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                            praktikal

                                                                                                                                                                            Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                            sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                            sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                            listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                            memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                            listriknya

                                                                                                                                                                            Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                            Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                            dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                            terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                            elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                            (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                            dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                            digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                            dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                            komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                            Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                            Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                            elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                            dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                            komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                            Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                            rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                            beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                            agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                            berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                            Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                            Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                            IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                            IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                            • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                            • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                            • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                              • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                                • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                                • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                                    • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                                    • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                                    • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                                    • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                              Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan

                                                                                                                                                                              konduktor Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah

                                                                                                                                                                              namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor Bahan semikonduksi yang sering

                                                                                                                                                                              digunakan adalah silikon germanium dan gallium arsenide

                                                                                                                                                                              Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena konduktansinya yang dapat diubah-

                                                                                                                                                                              ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping)

                                                                                                                                                                              Alat Semikonduktor atau semiconductor devices adalah sejumlah komponen elektronik yang

                                                                                                                                                                              menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor yaitu Silikon Germanium dan Gallium Arsenide Alat-

                                                                                                                                                                              alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa)

                                                                                                                                                                              Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state)

                                                                                                                                                                              bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state) Alat-alat semikonduktor

                                                                                                                                                                              dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor diode dll atau dapat

                                                                                                                                                                              juga ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu

                                                                                                                                                                              keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC)

                                                                                                                                                                              Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                              Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak tereksitasi oleh sebuah input seperti medan

                                                                                                                                                                              listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam dirinya

                                                                                                                                                                              dan ia merupakan sebuah insulator Alasan utama mengapa semikonduktor begitu

                                                                                                                                                                              berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan

                                                                                                                                                                              menambahkan ketidakmurnian (doping dengan pemberian sebuah medan listrik dikenai

                                                                                                                                                                              cahaya atau dengan cara lain CCD sebagai contoh unit utama dalam kamera digital

                                                                                                                                                                              bergantung pada kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan

                                                                                                                                                                              terkenanya sinar Operasi transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat

                                                                                                                                                                              ditingkatkan dengan hadirnya sebuah medan listrik

                                                                                                                                                                              Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat bergerak

                                                                                                                                                                              atau bebas dan lubang Lubang bukan partikel asli dalam keadaan yang membutuhkan

                                                                                                                                                                              pengetahuan fisika semikonduktor untuk dapat mengerti sebuah lubang adalah ketiadaan

                                                                                                                                                                              sebuah elektron Ketiadaan ini atau lubang ini dapat diperlakukan sebagai muatan-positif

                                                                                                                                                                              yang merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif Untuk mudahnya

                                                                                                                                                                              penjelasan elektron bebas disebut elektron tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas

                                                                                                                                                                              elektron dalam benda padat tidak bebas tidak menyumbang kepada konduktivitas

                                                                                                                                                                              Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna tanpa ketidakmurnian dan ditaruh di

                                                                                                                                                                              suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu medan listrik atau

                                                                                                                                                                              cahaya) dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang dan oleh karena itu

                                                                                                                                                                              akan menjadi sebuah insulator sempurna Pada suhu ruangan eksitasi panas

                                                                                                                                                                              memproduksi beberapa elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan tetapi

                                                                                                                                                                              kebanyakan semikonduktor pada suhu ruangan adalah insulator untuk kegunaan

                                                                                                                                                                              praktikal

                                                                                                                                                                              Semikonduktor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                              Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                              sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                              sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                              listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                              memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                              listriknya

                                                                                                                                                                              Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                              Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                              dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                              terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                              elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                              (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                              dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                              digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                              dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                              komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                              Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                              Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                              elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                              dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                              komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                              Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                              rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                              beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                              agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                              berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                              Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                              Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                              IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                              IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                              • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                              • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                              • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                                • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                                  • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                                  • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                                      • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                                      • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                                      • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                                      • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                                Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat sebagai

                                                                                                                                                                                sirkuit pemutus dan penyambung (switching) stabilisasi tegangan modulasi

                                                                                                                                                                                sinyal atau sebagai fungsi lainnya Transistor dapat berfungsi semacam kran

                                                                                                                                                                                listrik dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET)

                                                                                                                                                                                memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

                                                                                                                                                                                listriknya

                                                                                                                                                                                Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

                                                                                                                                                                                Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal Tegangan atau arus yang

                                                                                                                                                                                dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2

                                                                                                                                                                                terminal lainnya Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia

                                                                                                                                                                                elektronik modern Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier

                                                                                                                                                                                (penguat) Rangkaian analog melingkupi pengeras suara sumber listrik stabil

                                                                                                                                                                                dan penguat sinyal radio Dalam rangkaian-rangkaian digital transistor

                                                                                                                                                                                digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi Beberapa transistor juga dapat

                                                                                                                                                                                dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate memori dan

                                                                                                                                                                                komponen-komponen lainnya

                                                                                                                                                                                Transistor Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                                Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                                elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                                dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                                komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                                Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                                rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                                beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                                agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                                berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                                Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                                Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                                IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                                IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                                • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                                • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                                • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                                  • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                                    • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                                    • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                                        • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                                        • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                                        • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                                        • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                                  Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen

                                                                                                                                                                                  elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor

                                                                                                                                                                                  dimana IC merupakan gabungan dari beberapa

                                                                                                                                                                                  komponen seperti Resistor Kapasitor Dioda dan

                                                                                                                                                                                  Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah

                                                                                                                                                                                  rangkaian berbentuk chip kecil IC digunakan untuk

                                                                                                                                                                                  beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik

                                                                                                                                                                                  agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

                                                                                                                                                                                  berukuran relatif kecil

                                                                                                                                                                                  Sebelum adanya IC hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen(individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis

                                                                                                                                                                                  Perkembangan teknologi elektronika terus semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak kecil dan canggih

                                                                                                                                                                                  IC Yunior Rahmawan Usop2010

                                                                                                                                                                                  IC (Integrated Circuit)

                                                                                                                                                                                  • Superposisi gelombang
                                                                                                                                                                                  • Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas
                                                                                                                                                                                  • Gelombang stasioner pada ujung terikat
                                                                                                                                                                                    • Dengan As adalah amplitudo gelombang superposisi pada pemantulan ujung terikat
                                                                                                                                                                                      • 1) Perut gelombang terjadi saat amplitudonya maksimum
                                                                                                                                                                                      • 2) Simpul gelombang terjadi saat amplitudonya minimum
                                                                                                                                                                                          • Hukum Ohm
                                                                                                                                                                                          • Hambatan Kawat Penghantar
                                                                                                                                                                                          • Hukum Kirchoff
                                                                                                                                                                                          • Dasar alat semikonduktor

                                                                                                                                                                                    top related